De bank voor het optisch spanningsonderzoek.
Ir. L.H.
Braak
WE 68-40
totaal overzicht optische bank
De bank voor het optisch spanningsonderzoek
I
Inleiding
I1
Beschrijving van de algemene opzet.
1.
Het optische systeem
2. De mechanische onderdelen 3 . De elektrische circuits
I11
8
12
Beschrijving van enige specifieke onderdelen.
1.
IV
3
De lichtkast
14
2. De filterhouders
18
3 . De beeldvorming
20
4 . De aandrijvingen
27
5 . Het tandwielkastje
31
6. De meetmethode
34
7. De halfautomaat
38
Enkele Instelprocedures
1.
De lampen
41
2. De filters
42
3 . Het afbeeldingssysteem
44
- 1 -
De bank voor het optisch spanningsonderzoek
Inleidine De optische bank in het laboratorium van de groep Technische Mechanica, Technische Hogeschool Eindhoven, is geconstrueerd om, door middel van een modeltechniek, inzicht te verkrijgen in twee-dimensionale spanningstoestanden. Bij het zo geheten optisch spanningsonderzoek wordt gebruik gemaakt van een fysisch verschijnsel dat als dubbele breking bekend staat. Verschillende kunststoffen vertonen dit effect onder invloed van een mechanische belasting. De gegevens die uit het onderzoek verkregen kunnen worden, hangen nauw samen met de spanningsverdeling in het model en maken het in principe mogelijk deze spanningsverdeling geheel te berekenen. Bij de hier te bespreken apparatuur worden vlakke, doorzichtige modellen gebruikt, waarin een vlakspanningstoestand wordt aangebracht. Een telecentrische bundel licht doorloopt het model. De lichtbron levert wit licht of monochromatisch groen licht. De lenzen van het afbeeldingssysteem
----
zoïgeïì voûï een tweetal vcLgïûtirrgsverhoüdLrrgen vârr het ~ û d e l ,waardoor ook de plaats van het model in het optische systeem vastligt. De afbeelding kan in haar geheel geprojecteerd worden op het isoklinenscherm, dat in het bedieningspaneel van de optische bank is ingebouwd. Een deel van de afbeelding kan fotografisch geregistreerd worden. De camera is geintegreerd in het totale meetsysteem. Voor het bepalen van de deelwaarde van de orde Senarmont
-
-
volgens de meetmethode van
kan het model punt voor punt doorgemeten worden. Het meetprocédé
is gedeeltelijk geautomatiseerd. De polaroid en kwart-lambdafilters worden door middel van elektrische assen aangedreven. Het te meten modelpunt moet zich altijd in de optische as bevinden. Om dit te bereiken is het mogelijk
- 2 -
het model in zijn vlak te verplaatsen. De bedienings- en kontrole-organen voor de optische bank zijn zodanig rond het afbeeldingssysteem gegroepeerd, dat vanaf één plaats alle noodzakelijke handelingen voor het meten verricht kunnen worden.
- 3 -
Beschrijving van de algemene opzet I . Het oDtisch systeem
Een hoge druk kwiklamp en een hoge druk xenonlamp vormen de lichtbronnen van de optische bank. Een groot gedeelte van de uitgezonden lichtstroom wordt binnen de lichtkast
(1.1)
gebundeld in het zogenaamde secundaire
brandpunt. Dit punt kan worden opgevat als de "nieuwe" lichtbron voor het optische systeem. In het secundaire brandvlak is een instelbaar diafragma (1.3) gemonteerd. Voordat het licht door het diafragma kan gaan, moet het
een warmte- en verdoezelingsfilter (1.2) passeren. Achter het diafragma kan een interferentie-filter ( 1 . 1 9 )
geplaatst worden. In combinatie met
de kwiklamp levert dit een voldoende grootte van de lichtstroom op, waarvan het optisch zwaartepunt dan ligt bij een golflengte X = 546 nm. Het secundaire brandpunt valt samen met het brandpunt van een enkelvoudige condensorlens (1.4). Bij een diafragma-opening van 24 mm. diameter, heeft
2x
de telecentrische lichtbundel achter de condensor een tophoek van
1 ,so.
De dismeter van de bundel bedraagt daar circa 220 nnn.
De eerste filtergroep is direct achter de condensor geplaatst en bestaat uit de polarisator (1.5) en een kwart-lambda-plaat ( 1 . 1 8 ) .
Bij het meten
volgens de meetmethode van Senarmont geeft deze filter-combinatie lineair gepolariseerd licht. Het is mogelijk de kwart-lambda-plaat ten opzichte van de polarisator zo te draaien dat ook circulair gepolariseerd licht gevormd kan worden. Indien noodzakelijk, kan de kwart-lambda-plaat geheel uit de stralengang geschoven worden. Nadat het licht door het model ( 1 . 6 )
is gegaan, passeert het de tweede
filtergroep, die weer bestaat uit een verschuifbare kwart-lambda-plaat ( 1 . 1 7 ) en de analysator ( 1 . 7 ) .
Door de onderlinge stand van de filters te wijzigen
kan er, als achtergrond voor het model, zowel met donker veld als met licht
- 4 -
veld gemeten worden. De afbeeldingsoptiek bestaat uit een kleur-gecorrigeerd doublet ( 1 . 8 )
en
één reproduktie-objectief, dat zich in het brandpunt van het doublet bevindt. Er zijn twee reproduktie-objectieven gemonteerd op een schijf ( 1 . 1 6 ) , die ten opzichte van het frame te verdraaiien is. Hierdoor kan een tweeen een tienvoudige vergroting van het model verkregen worden. De tienvoudige vergroting wordt voornamelijk gebruikt bij demonstraties aan bijvoorbeeld grote groepen studenten. De afbeelding wordt in dit geval gevormd op het projectie-scherm ( 1 . 1 2 ) ,
dat tegen de wand van het laboratorium bevestigd is.
Normaliter wordt alleen de tweevoudige vergroting gebruikt; daarbij zijn er drie verschillende mogelijkheden. In de eerste plaats kan de stralengang door een draaibare spiegel (1.15) worden afgebogen. Via een tweede spiegel ( 1 . 1 0 ) wordt de afbeelding dan geprojecteerd op het isoklinenscherm (1.9).
Dit scherm bestaat uit een matglazen plaat, maar kan op eenvoudige wijze vervangen worden door een vel transparant tekenpapier, waarop isoklinen en isochromaten geschetst kunne? worden. Bij de nu volgende toepassingen wordt de stralenbundel niet afgebogen en wordt slechts een deel van de afbeelding gebruikt. Fotografische opnamen kunnen gemaakt worden net de camera, die in de optische bank is ingebouwd. Een van de reproduktie-objectieven doet dan tevens dienst als lens. Achter het objectief is direct een compound-sluiter aangebracht. Het camera-huis v o m t een onderdeel van het frame en de bedieningskasten en is geheel lichtdicht af te sluiten. Het filmmateriaal kan door middel van cassettes in een camera-achterwand (1.11)
geplaatst worden. Deze
cassette-houder kan ook uit de stralengang geschoven worden. De cassettes zijn geschikt voor de negatiefformaten 18 x 24 en 9 x
12
cm. Met een speciale
aanpassing is het mogelijk een normale rolfilm te gebruiken, die dan tien
- 5 -
negatieven van 56 x 7 2 mm levert. Voor het bepalen van de lichtintensiteit in een punt van de afbeelding wordt een foto-multiplikatorbuis (1.13)
gebruikt, die op een deur (1.14)
van het frame is bevestigd. De opening waardoor het licht op deze buis valt heeft een diameter van 0,4 mm en bevindt zich in de optische as, evenals het te meten punt van het model. Om een ander punt van het model door te meten, moet het model in zijn vlak verplaatst worden.
Als de cassette-houder (1.11) buiten de stralengang geplaatst is, kan de deur (1.14)
gesloten worden om lichtmetingen te verrichten. Wordt ook de
deur open gezet dan komt een opening vrij in de achterzijde van de optische bank, waardoor een tienvoudig vergrote afbeelding van het model op het scherm (1.12)
kan worden verkregen.
i
i
i
l
i
O
\
+d
l-t P*
\
VI
n
P (D
\
\.
I I fig.
1
2
- 7 -
Verklaring fig. 1
1.
lichtkast
2.
warmte- en verdoezelingsfilter
3.
diaf ragma
4.
condensorlens
5.
polarisator
6.
mode 1
7.
analysator
8.
doublet
9.
isoklinenscherm
10.
spiegel
11.
camera-achterwand, tevens cassettehouder
12.
projectiescherm
13.
fotom~ltiFllkatcrbuFs
14.
deur
15.
draaibare spiegei
16.
objectievenschij f
17.
kwart 1amb dap 1aat
18.
kwartlambdaplaat
19.
interferentiefilter
- 8 -
11.2
De mechanische onderdelen
Vrijwel alle componenten van het optische systeem zijn op de hoofdligger van de bank gemonteerd. De hoofdligger is samengesteld uit een fundatiebalk (2.3) en twee dwarsbalken. De rechter dwarsbalk (2.1) ondersteunt de lichtkast (2.14) en één van de filterhouders (2.13). houder zijn de condensorlens
In deze filter-
(1.4) en polarisator met de daarbij horende
kwart-lambdaplaat samengebouwd. De tweede filterhouder (2.10),
die het
afbeeldingsdoublet (1.8) bevat en de analysator met kwart-lambdaplaat, is op de linkerdwarsbalk (2.4) gemonteerd. Deze dwarsbalk vormt tevens een ondersteuning voor de ombouw voor de bedienings- en controle-organen. De lichdichte binnenkast (2.8) met aan de voorzijde een lagering voor de schijf met reproductie-objectieven (1.16), is ook op de linker dwarsbalk bevestigd. De balk is aan het uiteinde voorzien van een extra ondersteuning, die bestaat uit een dwarsligger (2.5) en een tweetal in hoogte verstelbare poten ( 2 . 6 ) . De montagelijsten op de dwarsbalken (2.1) en ( 2 . 4 ) liggen op eenzelfde hoogte boven de vloer en bovendien in eikaars verlengde. Omdat e l k nodel in h e t voorweïpsvlâk van d e afbeeldingsoptiek geplaatst
moet kunnen worden om een scherpe afbeelding te verkrijgen, is het nood~
~
~-
~~
zakelijk dat de opspariplaat (2.11) in optische as-richting ~- versteld kan worden. De beide dwarsbalken zijn dan ook op een zodanige afstand van elkaar geplaatst, dat een ruime verschuiving mogelijk is. Deze verschuiving wordt verkregen door de middenbalk (2.2) over geleidingsassen te verplaatsen. Het daarbij horend mechanisme wordt met handwiel (3.1) aangedreven. De middenbalk heeft aan de bovenkant een prismatische geleiding voor het belastingsframe (2.12). De elektrische aandrijving van het belastingsframe is ingebouwd in de middenbalk. De horizontale verplaatsingen van het opgespannen model zijn nauwkeurig te realiseren. Op het belastingsframe (2.12)
- 9 -
i” h
-
io -
Verklaring fig. 2
1.
rechter dwarsbalk
2.
middenbalk
3.
fundatiebalk
4.
linker dwarsbalk
5.
dwarsligger
6.
ondersteuningspoot
7.
deur
8.
lichtdichte binnenkast
9.
obj ectievenschij f
10.
tweede filterhouder
11.
opspanplaat
12.
belas tingsframe
13.
eerste filterhouder
14.
lichtkast
- 11
-
is een soort gelijk mechanisme gebouwd om de opspanplaat (2.11) in verticale richting te verplaatsen. De totale verplaatsing, in horizontale en verticale richting, van een punt van het model bedraagt ongeveer 300 mm. Aan de linker dwarsbalk (2.4) en de dwarsligger (2.5) zijn een aantal hoekstalen frames bevestigd, die de dragende constructie vormen voor de elektrische apparatuur van de optische bank. De beplating is, waar dat nodig geacht werd, uitgevoerd als deur, om snelle inspecties mogelijk ~
te maken. De panelen met de bedienings- en controle-organen hebben zoveel mogelijk een plaats gekregen in de omgeving van het isoklinenscherm, Het gewicht van de totale constructie bedraagt ongeveer 2000 kg. Als andere karakteristieke gegevens kunnen nog vermeld worden: de optische as van het systeem ligt op een hoogte van 1200 mm boven de vloer; de maximale hoogte is 2200 mm. De grootste lengte van het apparaat is 3540 mm. De maximale breedte van de bank bedraagt 2440 mm.
- lla
vanaf zitplaats
-
opspanplaat
-
11.3
12
-
De elektrische circuits Het elektrische systeem van de optische bank kan in een aantal vrijwel onafhankelijke groepen worden onderscheiden. Voor elk van de twee lampen, die als lichtbron voor het optische systeem genomen kan worden, is een apart circuit aangelegd. Uitgaande van het ter beschikking staande draaistroomnet wordt met gelijkricht- en afvlakapparatuur een zeer goed gestabiliseerde gelijkspanning verkregen. Dit is noodzakelijk voor het bereiken van een zo constant mogelijke lichtstroom. Onder een tweede groep valt de verstelling van het belastingsframe. De motoren voor de horizontale en verticale verplaatsing van het model zijn uitgevoerd als draaistroommotoren. De derde groep omvat de halfautomatische besturing voor de meetmethode van Senarmont en de apparatuur voor het meten van de lichtintensiteit van een modelpunt. De filters in de filterhouders zijn door middel van elektrische assystemen gekoppeld aan de besturingsorganen in de bedieningskast. De vastgelegde
meetcyclus om de deelwaarde van de orde te bepalen volgens Senarmont is gedeeltelijk geautomatiseerd. Door commando's aan een stappenschakelaar te geven wordt een programmawals gedraaid, waarop het te doorlopen programma door middel van nokken i s aangebracht. De waarde van de isokline en de deelwaarde van de orde
worden op mechanische telwerken aangegeven. -
De panelen met bedienings- en controle-apparatuur zijn zoveel- mogelijk rond het isoklinenscherm gegroepeerd. Aan de linker dwarsbalk is een paneel ( 7 . ~ ) gemonteerd, waarop alle elementen voor de verplaatsing van het model bevestigd zijn. Links boven het isoklinensciierm bevat het paneel
-
13
-
( 7 . 8 ) de componenten van de twee lampcircuits. De versterker, die bij
de fotomultiplikatorbuis hoort in ingebouwd in het linker onderpaneel (7.C),
tesamen met de onderdelen voor de besturing van het programma.
Een aantal extra toegevoegde mogelijkheden van het programma worden ingesteld op paneel (7.B). De elektrische onderdelen zijn groepsgewijze samengebouwd op, waar mogelijk, uittrekbare chassis. In verband met kontroles, storingzoeken en reparaties zijn de meeste onderdelen goed bereikbaar gemaakt, doordat de panelen veelal scharnierend aan het frame zijn bevestigd en de beplating aan de achterzijde van de kasten in de vorm van deuren is uitgevoerd.
--I4
I11
-
Beschrijving van enige specifieke onderdelen.
111.1 De lichtkast
De lichtkast bevat twee hoge-druk gasontladingslampen, die als lichtbronnen voor de optische bank dienen. De booglengte van deze lampen bedraagt 2 2 3 mm. Elke lichtboog bevindt zich in één van de brandpunten van een elliptische spiegel ( 4 . 7 ) . Deze oppervlaktespiegel vangt ongeveer de helft van de uitgezonden lichtstroom op en bundelt die via spiegel
(4.10) in het zogenaamde secundaire brandpunt. Dit punt kan beschouwd worden als de "nieuwe" lichtbron voor de rest van het optisch systeem. De uitgevoerde opstelling heeft onder meer het voordeel dat er, uitgaande van een betrekkelijk klein vermogen, een grote lichtstroom door het te meten model gaat. Bij het optisch spanningsonderzoek is vrijwel altijd wit licht noodzakelijk. f e n xenonlarnp, type CSX-!50 ( 4 . 8 ) levert een spectrum dat lijkt op d a t van daglicht. De kleurtemperatuur van de lamp bedraagt nl. 60006300°R, hetgeen volgens de C . I .E.
c
afspraken overeenkomt met "dagl5cht C"
.
Monochromatisch licht i s vereist voor metingen, waarbij een hoge nauwkeurigheid bereikt moet worden. Dit licht wordt verkregen door een interferentiefilter ( 4 . 5 ) te plaatsen in de lichtbundel van een kwiklamp ( 4 . 1 ) . Het licht van deze lamp, type CS-200,
heeft een lijnenspectrum.
De doorlaatbaarheidscurve van het filter heeft een top voor de golflengte
A
=
546 nm, de halfwaardebreedte bedraagt i3 nm. Het fileer laat dus
inderdaad licht door in een zeer beperkt golflengtegebied. Ondanks het feit, dat slechts een zeer gering deel van de uitgezonden lichtstroom het filter kan passeren, is de intensiteit van de bundel voldoende groot om metingen te kunnen uitvoeren. Het interferentiefilter kan op een ge%
C.I.E.:
Compagnie International de 1'Eclarage.
-
15
-
makkelijke manier uit de stralengang genomen worden. Elke lamphouder bevat een justeermechanisme, waardoor het van buitenaf mogelijk i s , het hart van de lichtboog in het brandpunt van de elliptische spiegel te brengen. Lamphouder en elliptische spiegel zijn in een cassette ( 4 . 9 ) gemonteerd. In de cassette is ook het startapparaat voor de lamp
opgenomen. De hoogfrequente puls, die nodig is om de lamp te starten, vereist een zo kort rnqgelijke verbinding tussen starter en lamp. Het frame van de lichtkast is zo uitgevoerd dat de cassettes gemakkelijk onderling verwisselbaar zijn. Het is bekend dat veelvuldig starten van gasontladingslampen tot een snelle veroudering leidt. Bij het ontwerp is er van uitgegaan, dat beide lampen continu-branden. Welke lichtbron gebruikt wordt om het model door te lichten hangt af van de stand van spiegel (4.10). Deze dubbelzijdige oppervlaktespiegel is om een verticale as in het frame draaibaar. De twee standen worden met een snapper gefixeerd. Een van de lampen wordt dus gebruikt a l s lichtbron voor het optische systeem, het licht van de andere lamp valt via de spiegei op de achterwand van de lichtkast. Het deel van de wand dat dGoï de lichtbundel wordt beschenen, bestaat uit een glazen ruit ( 4 . 1 1 ) . De lichtstralen passeren deze ruit en worden door de gezwarte plaat (4.12) volledig geabsorbeerd. De warmtestraling van deze plaat kan niet door de glasplaat heen. Omdat de warmte-ontwikkeling nu buiten de kast plaats vindt, wordt de warmte-balans van de kast zelf gunstig beinvloed. In de lichtkast zijn ook nog twee kleine dwarsstroomventilatoren ( 4 . 6 ) aangebracht, die een luchtstroom direct op de lichtbronnen richten. De gedwongen luchtcirculatie, die daardoor in de kast optreedt, zorgt er voor, dat er plaatselijk geen te hoge temperatuur optreedt. Indien dit door het uitvallen van een van de ventilatoren toch het geval zou zijn, wordt door een bimetaalrelais de lampstroom
-16 -
3
I 2
I fig. 4 .
horizontale doorsnede lichtkast
1-
kwiklamp type CS-200
2.
warmte- en verdoezelingsfilter
3.
warmtereflectiefilter
4.
diaf ragma
5.
interferentiefilter
6.
ventilator
7.
elliptische spiegel
8.
xenonlamp type CSX-150
9.
cassette
10.
spiegel
11.
ruit
12.
zwarte absorb t iep laat
-
17
-
verbroken. De lampen kunnen niet opnieuw gestart worden, aleer de storing verholpen is. Door de symnetrische opbouw van de lichtkast vallen de beide secundaire brandpunten van de elliptische spiegels samen. In dit punt is een instelbaar diafragma ( 4 . 4 ) gemonteerd. Voordat het licht door dit punt de lichtkast verlaat, passeert het eerst een warmte- en verdoezelingsfilter ( 4 . 2 ) . Dit filter bestaat uit twee geprofileerde perspexplaatjes
, die
door water
gescheiden zijn. Door de profilering wordt de lichtbundel meer homogeen gemaakt. De schaduw van de lamp wordt over een groter oppervlak verdeeld, evenals de gebieden met een hogere lichtintensiteit. Een deel van de warmtestraling wordt bij de doorgang van het licht in het water geabsorbeerd. Nog voor het diafragma is een extra warte-reflectiefilter ( 4 . 3 ) geplaatst. Het verdoezelingsfilter vormt een deel van een watergekoeld kuvet. Door thermosyfonwerking wordt een voortdurende natuurlijke circulatie onderhouden. Het kuvet wordt extra gekoeld door een koelspiraal, die is aangesloten op de waterleiding. De elliptische spiegels veroorzaken een 8 2 10-voudige vergroting van de lichtboog in het secundaire brandpunt. De afbeelding van de boog heeft daar een grootte van circa 25 mm. Bij het ontwerp van het optische systeem werd een tophoek van 2 x î,5
O
voor de telecentrische lichtbundel nog aanvaard. De maximale diafragmaopening bedraagt daarbij 24 mm. In deze situatie blijkt slechts een klein gedeelte van de lichtbundel te worden afgeschermd. De lichtkast is vrijwel geheel luchtdicht afgesloten. Van eventuele ozonvorming door de lampen is in het laboratorium niets te merken.
111.2
18
-
De filterhouders.
De beide filterhouders zijn in opbouw identiek. De eerste filterhouder (2.13) bevat de condensorlens ( 1 . 4 ) . Dit is een enkelvoudige planconvexe
lens, die alleen voor sferische aberraties gecorrigeerd is. De brandpuntsafstand is 480 mm, de diameter bedraagt 220 mm. In de tweede filterhouder is het kleurgecorrigeerde doublet (1.8)
bevestigd. Deze
grote afbeeldingslens heeft ook een brandpuntsafstand van 480 mm, maar de nuttige diameter is 200 mm. Polarisator (1.5)
en analysator ( 1 . 7 )
bestaan uit schijven polaroïd-
materiaal, type HN 2 2 , die tussen glasplaten zijn gekit. Vanwege de vereiste diameter was het niet mogelijk, ook de kwart-lambdaplaten gelamineerd te verkrijgen. Door een groot aantal platen te testen is het wel gelukt de beschikking te krijgen over kwart-lambdaplaten, die zeer goed zijn aangepast aan de monochromatische go1flengte.X = 546 nm, die bij het meten gebruikt wordt. ~
-
~
elijk overeen met een optisch weg-
De _retardatie van - - - -~
lengte verschil van 136,5 resp. 1 3 6 , 7 nm, ofwel uitgedrukt als fractie van bovengenoemde golflengte: 0,25V
f
;Zo-.
Elke filter wordt door een klemring tegen een schijf (5.1) gedrukt. De schijf is voorzien van een velg ( 5 . 2 ) waarop een schaalverdeling en een vertanding is aangebracht. De binnenkant van de velg wordt geleid door vier kogellagers, waarvan er twee op een excenter geplaatst zijn. Er kan een instelling gezocht worden, waarbij de velg met minimale wrijving en speling kan ronddraaien. In de vertanding van de velg loopt een nylon rondsel, dat op de as van een elektrisch systeem ( 5 . 4 ) bevestigd is. De verdraaiing van het filter kan daardoor geregeld worden vanaf het bedieningspaneel. De overbrengingsverhouding tussen rondsel en filter bedraagt
1
: 20. De
-
19
-
fig. 5
filterhouders
-
20
-
schaalverdeling op de velg is uitgevoerd in decimaalgraden.
-
400
decimaalgraden komen overeen met 2r radialen. Op het frame van de filterhouders zijn afleesglaasjes ( 5 . 3 ) gelijmd, waardoor een parallaxvrije aflezing van de stand van het filter mogelijk wordt. De kwart-lambdaplaten hangen, compleet met hun aandrijfmechanisme aan telescopische schuifrails, waardoor ze gemakkelijk in en uit de lichtbundel gebracht kunnen worden.
111.3
De beeldvorming.
Een afbeelding van het model wordt gevormd door het doublet (1.8) één van de reproductieobjectieven die in schijf (1.16)
en
zijn gemonteerd.
Er kunnen vier verschillende objectieven op deze schijf geplaatst worden. Voorlopig zijn echter maar twee mogelijkheden benut. Bij de tien-voudige vergroting wordt gebruik gemaakt van een Apo-Tessar (f
=
600 mm, 1:9).
Dit is een a-symmetrisch lenzenstelstel in tegenstelling tot de symme-
trisch opgehouwde Apo-Germinar (f
= 375
mm, 1:9),
die bij de twee-
voudige vergroting wordt toegepast. Bij zuiver evenwijdig iicht is de stand van het model ten opzichte van het afbeeldende lenzenstelse.1 niet belangrijk. Op elke plaats in de afbeeldingsruimte kan een beeld van het model gevormd worden. Afgezien van de eisen die daarbij gesteld moeten worden aan de lichtbron en de condensor is het bij doorstraling met zuiver evenwijdig licht ook noodzakelijk dat het model volkomen vlak en plan-parallel is, omdat kleine afwijkingen de lichtstralen zullen doen afbuigen en daardoor de beeldvorming verstoren.
i
-
21
-
Bij een diffuse verlichting van het model werken er zoveel verschillend gerichte stralen mee aan de beeldvorming van elk modelpunt, dat slechts in één _, vlak een scherpteafbeelding verkregen kan worden. De scherpte diepte zal daarbij uiterst gering zijn. Het telecentrisch licht dat in de optische bank gebruikt wordt is een compromis tussen de genoemde uiterste verlichtingssystemen. Het stelt geen erg hoge eisen aan lichtbron, condensorlens en model. Het betekent wel dat bij een gegeven afbeeldingsoptiek en vergrotingsverhouding de plaats van het model in het optische systeem vastligt. De lichtstralen die door een willekeurig punt van het model gaan vormen een kegel met een tophoek van 2 x 1,5
O
.
De gebruikte lenssystemen mogen niet meer als dunne lenzen beschouwd worden, onder meer in verband met de kleine voorwerpsafstand v
i
en de
dikte van het doublet (zie fig. 6 ) . Voor de constructie van de afbeelding wordt uitgegaan van een modelpunt, dat zich niet in de optische as bevindt. Het voorwerpshoofdvlak van lens I1 bevindt zich in het beeldbrandvlak van iens I, het doublet. Verklaring fig. 6
I : doublet I1 :
reproductie-objectief
M
model
:
M' : virtuele afbeelding B
:
reële afbeelding
H
:
hoofdvlakken
F
:
brandpunten
-
22
-
\
\,
\ \
fig. 6 .
beeldvorming
De afstand v van het model tot het voorwerpshoofdvlak van lens I, is 1 kleiner dan de brandpuntsafstand f1'
daarom vormt het doublet een vir-
tuele afbeelding M' van het model. Het reproductieobjectief I1 "ziet" deze virtuele afbeelding als voorwerp en maakt een reële afbeelding in het beeldvlak. Door liet achtereenvolgens toepassen van de lenzenformules voor de twee systemen I en I1 blijkt: b2 verhouding voorstelt.
= A
f l ,waarbij A de totale vergrotings-
-
Immers :
-1 * - -1 - 1
v
2
fl
bl
23
-
1
-1 = -
fl
V
=
f l - bl
1
+---
1
fl b
-
bi
. fl
1 - 1
- bl
b2
f2
- bl b_= b? %v'' =7 2 v2 f l - bl
1
-
Omdat f l resp. f2 gelijk zijn aan 480 resp. 375 mm wordt bij de tweevoudige vergroting v 1 gelijk aan 106 mm. Is het model voor de twee-voudige vergroting goed ingesteld, dan behoeft voor de tien-voudige afbeelding - ~. alleen het tweede objectief verwisseld worden. Volgens bovenstaande ~
formules zou in dat geval een brandpuntsafstand f van 545 mm nodig zijn. 2 Door een Apo-Tessar met een brandpuntsafstand van 600 mm te gebruiken en ~~
het voorwerpshoofdvlak niet precies te laten samenvallen met het beeldbrandvlak van het doublet wordt toch een tienvoudige vergrotingsverhouding bereikt. De vervorming van het beeld blijft in beide genoemde gevallen binnen accepteerbare grenzen. De objectiefschijf (1.16) wordt door een arretteerknop ( 7 . 3 ) in de juiste standen gefixeerd. De schijf is gelagerd in de voorzijde van het binnenframe (2.8),
dat geheel lichtdicht is af te sluiten. Om de totale twee-
voudige afbeelding zichtbaar te maken wordt de draaibare spiegel (1.15) via knop
(7.1)
in de stralenbundel gebracht.
Door de grote oppervlaktespiegel (1.10) wordt de lichtbundel nogmaals afgebogen, voordat het beeld gevormd wordt op het isoklinenscherm (1.9).
-
24
-
fig. 7 panelen
-
25
-
fig. 8
achterzijde
-
-
26
Bij het overnemen van het isochromaten- of isoklinenbeeld kan in plaats van het matglas een vel transparant tekenpapier op het isoklinenscherm worden aangebracht. Het tekenpapier kan onder de lijsten (7.6) worden vastgeklemd. Op het scherm is een merkteken aangebracht dat de plaats van de optische as markeert. Wordt spiegel (1.15) niet in de bundel gebracht, dan wordt de afbeelding gevormd aan de achterzijde van de binnenkast
(zie fig. 8). De achter-
wand van het binnenframe (2.8) heeft een voldoend grote opening om de lichtbundel door te laten in verband met de tienvoudige vergroting. Bij gebruik van de tweevoudige vergroting kan die opening worden afgesloten door een cassette-houder (1.11).
In dat geval blijft van het beeldvlak
een gedeelte met afmetingen 18 x 24 cm zichtbaar. Dit is het grootste negatiefformaat voor vlakfilms, waarmee hier gewerkt kan worden. Er
zijn aanpassingen voor een 9 x 12 cassette en voor een rolfilm, waarmee tien opnamen, 56 x 72 mm, gemaakt kunnen worden. ~~
~
De camera wordt gevormd door de Apo-Germlnar
, het
lichtdicht Sinnen-
frame en de cassette-houder. Direct achter het objectief i s de sluiter gemonteerd. Deze Compoundsluiter ( 7 . 4 ) type 5 / X heeft de volgende belichtingstijden: T,
By l / l , 1/2, 1/5, 1/10, 1/25 en 1/50 sec.
In plaats van de cassette-houder (1.11) kan de opening in de achterwand ook worden afgesloten door een deur, waarin een fotomultiplikatorbuis is aangebracht. Voor het bepalen van de deelwaarde van de orde moet in de gebruikte opstelling de lichtintensiteit van een piint van het model bepaald worden. De opening van de fotomultiplikator-buis ( 1 . 1 3 ) bevindt zich altijd in de optische as en heeft een diameter van 0,4 mm. Achter
-
27
-
die opening is een opaal glazen plaatje geplaatst, waardoor de intredende lichtbundel een wat grotere tophoek krijgt en de kathode van de buis beter wordt belast. Bij het fotograferen is het noodzakelijk dat het isoklinenscherm wordt afgedekt met klep (7.2).
Normaliter wordt deze met kleine magneetjes in
opgeklapte stand vastgehouden.
111.4
De aandrijvingen.
Een model dat in de optische bank moet worden doorgemeten, wordt bevestigd aan de spanplaat (9.5).
Deze montageplaat is voorzien van een patroon top-
gaten (M8), waarvan zowel de horizontale als de verticale steek 60 mm bedraagt. Ongeveer in het midden van deze plaat is een uitsparing van
270 x 330 mm vrij gehouden om de lichtbundel door te laten. Aan de bovenen onderzijde van de uitsparing zijn extra gaten getapt. De spanplaat met afmetingen 760 x 1000 x 22 mm, wordt met gietijzeren leistrippen afgesteund tegen het raam (9.6). Aan een zijkant zijn twee geleidestrippen instelbaar gemaakt, zodat de plaat met zo weinig mogelijk speling in verticale richting bewogen kan worden langs het belastingsraam
(9.6). De spanplaat hangt met een draadspil (9.4) aan een moer van het haakse tandwielkastje (8.3). Aan de bovenzijde van het belastingsraam is het aandrijfmechanisme voor de verticale beweging gemonteerd. Een kleine draaistroommotor met aangebouwde reduktiekast(9.1)
levert aan de as een vermogen van 0,l kW bij
670 omw/min. Direkt hieraan gekoppeld is een tweede tandwielkastje (9.2) met een elektro-magnetisch schakelelement waardoor twee toerentallen beschikbaar zijn van 100 resp. 1,OO omw/min. De uitgaande as is verbonden met een haakse overbrenging ( 9 . 3 ) ,
waaraan het aangedreven tandwiel tevens
de moer vormt, waarin de draadspil (9.4) van de opspanplaat hangt.
- 28
-
fig. 9 zijaanzicht lichtkast en frame
-
29
-
Het raam (9.6) is zodanig samengesteld uit dikke platen, dat de stijlen een kokervormige doorsnede verkregen hebben. De voorzijde van het raam is voorzien van leibanen voor de spanplaat. Het raam rust met twee gietijzeren sloffen (9.7)
op de prismatische geleidingen van de middenbalk (2.2 ; 9 . 8 ) ,
(zie fig. 10).
fig. 10 doorsnede over middenbalk met geleiding A m de onderza’jde van het raam is een meenemer bevestigd voor de horizontale
verplaatsing van raam en spanplaat ten opzichte van de middenbalk. Het aandrijfmechanisme voor deze verplaatsing is in de middenbalk ingebouwd en identiek aan het systeem voor de verticale beweging van de spanplaat. De uitgaande as van het tandwielkastje drijft een tweemaal gelagerde schroefspil aan. Door de verdraaiing van de spil wordt een moer bewogen die met de meenemer van het raam gekoppeld is. De verplaatsingssnelheid in horizontale en verticale richting bedraagt in ijlgang 10 m/sec,in kruipgang O,lrmn/sec. Om het model in optische asrichting te verplaatsen moet de middenbalk (2.2 ;
9.8) met de daarop gemonteerde constructie verschoven worden. Deze verplaatsing
-
30
-
is na het opspannen van een nieuw model noodzakelijk om het model weer in het voorwerpsvlak van de afbeeldingsoptiek te brengen, waardoor een scherpe afbeelding op het isoklinenscherm gemaakt kan worden. De middenbalk steunt door middel van kogelbussen (ball-bushings) op twee geharde stalen assen, die ook voor de geleiding zorgen. Door de kogelbussen wordt een spelingsvrije en vrijwel wrijvingsloze verplaatsingsmogelijkheid gewaarborgd. De verplaatsing wordt verkregen door een verdraaiing van handwiel ( 3 . 1 ) . Per omwenteling van het handwiel verplaatst de middenbalk en dus ook het model over een afstand van 5 m.De maximale verplaatsing in optische asrichting bedraagt 230 mm. Worden de handgrepen ( 9 . 9 ) rechtsom gedraaid dan . i
worden twee klemringen om de stalen assen vastgezet, waardoor de middenbalk niet meer te verschuiven is. De maximale verplaatsing in horizontale resp. verticale richting bedraagt 330 resp. 280 mm. -
-
2
3
. .
4
5 fig.
11
optisch afleesapparaat
1.
meetlineaal
2.
meet1oupe
3.
instelkenmerk
4.
venster
5.
venster voor trommel
WO-
Iineaal
6
-
31 -
Voor de plaatsbepaling van het model bij bewegingen in het modelvlak wordt optische apparatuur gebruikt. Een lineaal met millimeterverdeling kan ten opzichte van een meetloupe (3.2; 10.2) bewegen. In het venster ( 1 1 . 4 ) van het afleesapparaat wordt de lineaal vergroot weergegeven. Een instelkenmerk (11.3) kan door een knop ( 1 1 . 6 )
worden verplaatst waardoor een deel-
streep van de lineaal wordt ingevangen. De knop is gekoppeld aan een getallentromel, waarvan de verdeling eveneens in het venster geprojecteerd wordt. Ten opzichte van een referentiepunt kan de plaats tot op éénhonderdste millimeter worden bepaald. De afleesnauwkeurigheid bedraagt bij deze uitvoering 5pm. De meetloupe is op een verstelbare slede gemonteerd, zodat het referentiepunt van de schaal geschikt gekozen kan worden. Door een stelbout te verdraaien is een maximale verstelling van 6 m uitvoerbaar. Het is daarom altijd mogelijk de coördinaten van één, willekeurig, modelpunt zo te kiezen dat deze waarden veelvouden van 5,OO mm zijn. De lineaal voor de verticale plaatsbepaling is bevestigd aan de spanplaat; de bijbehorende meetloupe (3.3) bevindt zich op het raam. De lineaal die de horizontale coördinaat levert I s op
Sïi
.. vaïi de glijslûffeïì (9.7)
gzmmteerd;
het afleesapparaat (3.2) is daarbij aan de middenbalk vastgemaakt.
111.5
Het tandwielenkastje
De tandwielkastjes (9.2) bestaan in principe uit een constante reductie en een differentieelschakeling waardoor aan de uitgaande as twee toerentallen beschikbaar komen met een onderlinge verhouding van
1
: 100. Het eigenlijke
schakelelement voor de keuze van het toerental wordt gevormd door een magneet-kern (12.7), die vast verbonden is aan een schuifstuk (12.5). De magneet-kern heeft aan beide uiteinden een radiale vertanding, die een slipvrije aangrijping met de rest van de constructie verzekert.
-
32
-
In ijlgang wordt door elektrische bekrachtiging van spoel ( 1 2 . 6 ) de kern naar binnen getrokken, waardoor het schuifstuk vast verbonden wordt aan het frame van de kast en kroonwiel ( 1 2 . 1 ) geblokkeerd staat. De aandrijving van de uitgaande as geschiedt dan via kroonwiel ( 1 2 . 3 ) en de planeetwielen. De tussenas ( 1 2 . 4 ) vervult daarbij geen r o l en draait loos rond. -
~~
Bij de kruipgang wordt alleen de buitenste spoel -_ - ( 1 2 . 8 ) bekrachtigd. Het schuifstuk ( 1 2 . 5 ) wordt dan gekoppeld met de tussenas ( 1 2 . 4 ) . In deze stand van het mechanisme draaien de beide kroonwielen met tegengestelde en bijna gelijke snelheid rond. Het aantal tanden van wiel ( 1 2 . 3 ) en ( 1 2 . 1 ) bedraagt
99 resp. 100. Indien de kroonwielen met een gelijk aantal tanden waren uitgevoerd zou de uitgaande as in deze situatie stilstaan. Nu er echter één tand verschil is, wordt de planeetwieldraager ( 1 2 . 2 ) en de daarmee gekoppelde as zeer langzaam gedraaid. De slag van de magneetkern en daarmee ook de luchtspleet, i s instelbaar. Door de moer ( 1 2 . 9 ) op het einde van de tussenas te verdraaien kan de luchtspleet zo worden ingesteld dat in de twee uiterste standen van de magneet-
kern de 57ertanding j u i s t vrij loopt.
-
33
4
3
5
6
I
2
fig. 12
-
schema tandwielenkastje
1.
kroonwiel z = 100
2.
planeetwieldrager
3.
kroonwiel z =
4.
tus senas
5.
schuifstuk
6.
spoel
7.
magneetkern
8.
spoel
9.
moer
99
7
9
- 34
111.6
-
De meetmethode
De deelwaarde van de orde wordt in een punt van het model bepaald volgens de methode van Senarmont. De te volgen procedure wordt beschreven na een kort overzicht van de meetmethode. Monochromatisch licht doorloopt achtereenvolgens polarisator, model, hart-lambdaplaat en analysator. Een van de hoofdassen van de kwart-lambdaplaat valt samen met de polarisatierichting. Bij de beschrijving wordt uitgegaan van de situatie waarbij lineair gepolariseerd licht het modelpunt in gaat. Het polarisatievlak maakt een hoek van 45'
met de hoofdspannings-
richtingen (zie fig. 13).
fig. 13 Het binnentredende lineair gepolariseerde licht kan geschreven worden a l s :
E =a @ =
cos$
waarbij
ut - 2nz/X
w : hoekfrequentie z : voortplantingsrichting van het licht
X
golflengte in vacuüm
Na transformtie op de hoofdspanningsassen (ai in het complexe vlak geschreven worden als:
3
02) 'Xaa deze Ilchtvector
- 35
-
Bij het doorlopen van het model met dikte d, treedt er een faseverschil y op tussen de componenten van de lichtvectoren langs de hoofdspanningsassen. Nadat het licht het model heeft doorlopen, kan de lichtvector bij uittreden uit het model beschreven worden met de volgende uitdrukking:
E = 1a
J2.e i .rr'4
I cos(+
-
y/2>
-
i cos($ + y / 2 )
1
~-
waarbij gebruik gemaakt is gen-aakt _ _ van de volgende substituties: ~
y = 2 nd (l/Ai
- l/X,).
d : modeldikte X1,2: golflengte in het model langs hoofdrichting en
+
=
ut
-
1
resp. 2
2~rd/A2- y / 2
Tevens is verondersteld dat in de component langs de ol-richting de grootste vertraging heeft ondergaan. Met behulp van enige goniometrische relaties is bovenstaande uitdrukking voor de lichtvector te schrijven als:
E = a (cosy /2 cos+ + i sin
y / 2 sin+).
Dit licht valt op de kwart-lambdaplaat, waarvan de hoofdassen samenvallen met de reële en complexe-as. Neea aan dat de retardatie y
= ~ r / 2 optreedt
langs de reële as, hetgeen een niet essentiële beperking is, dan kan na het doorlopen van de kwart-lambdaplaat de lichtvector geschreven worden als:
E =a
(cos y / 2
cos(+
-
~ / 2 )+ i sin y/2 sin+)
hetgeen gelijk is aan: E = a ei 1(/2 sin+. - Dit is de beschrijving van lineair gepolariseerd licht, waarvan de trillingsrichting een hoek y/2 maakt met de reële as.
-
36
-
De uitgangsstand van de analysator was bij onbelast model zodanig dat door het systeem geen licht uittrad; polarisator en analysator waren gekruist. Om voor het betreffende modelpunt weer volledige uitdoving van het licht
te verkrijgen moet de analysator klaarblijkelijk over een hoek
c1 =
y/2
verdraaid worden.
Als
a =
De hoek
n
=
n rad., dan is de deelwaarde van de orde n a,
=
1,000.
die nodig is om uitdoving te verkrijgen, komt dan overeen met
a/n.
De meetprocedure omvat de volgende stappen:
1 . -------Isocline.
De hoofdspanningsrichting in het modelpunt wordt bepaald
door alle filters synchroon met de hand te verdraaien, totdat de lichtintensiteit minimaal is. In deze stand kan de waarde van de isocline op teller (7.10) worden afgelezen. O
2. Draaiing --_-------45
. In deze stand van het programma worden de filters
elektrisch over 45'
verdraaid ten opzichte van de isoklinenstand.
Het lineair gepolariseerde licht komt aan het einde van deze stap onder de juiste hcek met d e hocfdspanningsrichtingen in het model. Het programma wordt doorgeschakeld. 3 . Deelwaarde _-------------orde. Met de hand wordt alleen de analysator verdraaid,
zodanig dat de lichtintensiteit weer een minimum bereikt. De verdraaiingshoek
a
is een maat voor de deelwaarde van de orde. Deze
waarde kan op teller (7.9) worden afgelezen. 4 . Nulpunt --- ___----analysator. ----- De analysator wordt elektrisch teruggedraaid
over de verdraaide hoek. Staat dit filter weer gekruist ten opzichte van de polarisator dan wordt overgeschakeld naar de volgende stand. Senarmont. Alle filters worden elektrisch over 45 5 . Nulpunt --- -------------
O
terug-
gedraaid. Dan staan de filters weer in vrijwel dezelfde stand als aan het einde van de eerste stap. Ter afsluiting loopt het programma door naar de laatste stand.
6 . -------Controle. Alle filters zijn nu gekoppeld aan de hoofdsystemen. Eventuele
verstoringen die in de stand van de filters zijn opgetreden kunnen in deze fase van de meting gemakkelijk bepaald worden. Alleen in stand 6 van het programma is het mogelijk om de filters continu te laten draaien. Door het indrukken van de programmaknop (7.7) wordt stand
1
opnieuw bereikt. Wordt bovenstaande procedure gevolgd dan duurt één complete meting ongeveer 1,5 2 2 minuten, afhankelijk van de geoefendheid van de meettechnicus. In de tijd dat het programma de standen 4 en 5 doorloopt, kan reeds een ander modelpunt in de optische as gebracht worden om te worden doorgemeten.
In de standen
1,
3 en 6 kan worden overgeschakeld van normaal lineair
gepolariseerd licht naar circulair gepolariseerd licht. Dit licht wordt verkregen als beide kwart-lambdaplaten in de stralenbundel staan. De hoofdassen van deze filters moeten dan een hoek van 45'
maken met de
polarisatierichting van het bijbehorend filter, polarisator resp.
~
analysator. Bij het gebruik van circulair gepolariseerd licht zijn alleen isochromaten zichtbaar in de afbeelding van het model.
111.7
38
-
De halfautomaat
De halfautomaat bevat alle componenten, die nodig zijn om de meetprocedure zoals die in 111.6 beschreven is, te kunnen uitvoeren. De filters op de bank - polarisator, kwartlambdaplaten en analysator
-
zijn door elektrische assen
gekoppeld aan het besturingsgedeelte in de bedieningskast.
Een elektrische as bestaat uit twee inductieve draaitransformatoren, waarbij de beweging van de ene rotor wordt gecomnandeerd door de beweging van de tweede rotor. De rotoren worden met wisselspanning gevoed. Door verdraaiing van de rotor van het geversysteem worden in de bijbehorende statorwikkelingen spanningen geïnduceerd. Wordt verondersteld dat het ontvangend systeem nog niet verdraaid is, dan zullen er stromen gaan lopen in de respectievelijke statorkringen, die immers onderling verbonden zijn. Daardoor wordt in het ontvangend systeem een magnetisch veld opgewekt dat de rotor van dit systeem zover doet draaien, dat de stand van deze r o t o r weer overeen komt met die van het gevende systeem.
fig. 14
blokschema halfautomaat
- 39
--
De in beide statorsystemen geinduceerde spanningen zijn dan weer gelijk en de som van de emk's is nul. In de statorkringen lopen dus geen stromen meer, waardoor er geen koppels op de rotoren kunnen worden uitgeoefend. Door de wijze waarop de filterhouders zijn gemonteerd, zijn er in principe twee elektrische assen nodig met tegengestelde draaizin. De hoofdgevers Sy I en I1 verkrijgen door middel van twee gelijke tandwielen een even grote maar tegengestelde beweging. Sy I is verbonden met de systemen Sy VI1 en IX van de tweede filtergroep: hiermee parallel lopen de systemen Sy VI en VI1 voor de mechanische telwerken TI en TIII. De gever Sy I1 is gekoppeld aan de eerste filtergroep door de systemen Sy IV en V; het telwerk TI1 loopt via systeem Sy I11 hiermee samen. De verbinding tussen een ontvangend systeem en de gever kan ontkoppeld worden door twee van de drie statorkringen te onderbreken. In de rotorkring wordt nooit geschakeld. Electromagnetische koppelingen zorgen voor verbindingen tussen de elektrische assen en de andere elementen van de halfautomaat, zoals -
~
~~~
~~
de telwerken en de hand of electrische bediening. De verschiiiende schakeifuncties worden gecommandeerd door een programmawais -
met 6 standen, die een aantal nokschijven -heeft, waarmee 19 schakelaars worden bediend, die in elke stand het schakelproces vastleggen. De prograrnawals t
wordt aangedreven door een stappenmagneet, die bij bekrachtiging de wals over 30
O
verdraaid en het programma een stap verder brengt. Staat het programma
in de standen
1,
3 en 6 dan moet de stappenmagneet van buitenaf bediend worden
door knop (7.7). In de standen 2 , 4 en 5 wordt een schakelpuls verkregen via de mechanische telwerken TI of TIII. Deze telwerken bestaan uit drie cijferwielen, waarbij in elk wiel een gat ge3oord Is, eveilwljdlg aan de draaiingsas. Op het ogenblik dat de drie gaten in een lijn staan, kan het licht van een kleine
-
40
-
gloeilamp op een fotodiode vallen. De diode vormt een onderdeel van een Schmitt-trigger, die door de lichtpuls het gewenste schakelproces start. Genoemde lichtpuls wordt verkregen in stand 2 van het programma als alle filters over 45
O
gedraaid zijn; in stand 4 als de analysator weer gekruist
staat ten opzichte van de polarisator en in stand 5 als alle filters weer
zijn teruggedraaid over 45 O
.
Op paneel (7.c) is het verloop van het p r o g r a m te volgen op het indicatiepaneel ( 7 . 8 ) .
-
IV . IV. 1
41
-
Enkele instelprocedures
De lampen
Gebruik bij het verwisselen van de lichtbronnen een veiligheidsbril. Ook in koude toestand staat de ballon onder dnuk; wacht altijd tot de lamp is afgekoeld. De llchtkast is aan de achterzijde toegankelijk via een deur, waarvan de vergrendeling kan worden opgeheven door pen (9.12) met een schroevendraaier een kwartslag te draaien. Het is dan mogelijk om een speciale beschermhuls voor de xenonlamp aan te brengen; voor de kwiklamp is geen speciale voorziening getroffen. Door de steker uit het contactenpaneel (9.11)
te nemen
en de vier bouten (9.10) los te maken, kan de gehele cassette van het frame van de lichtkast genomen worden. De lamp is nu gemakkelijk bereikbaar en kan uit de vatting genomen worden, nadat de aansluitdraden zijn losgemaakt. Om een lage overgangsweerstand te krijgen moeten de contactvlakken van de aansluitdraden schoon geschuurd worden. Bij de xontage van de nieuwe lamp moet er voor gezorgd worden, dat de plaats van de lichtboog zich al ongeveer in het eerste brandpunt van de elliptische spiegel bevindt. Met behulp van het justeermechanisme kan laqer de juiste plaats worden ingesteld. Als de lamp op de goede wijze met het startapparaat verbonden is, moet de ballon gereinigd worden met alcohol om inbranden van vingerafdrukken te voorkomen. De aansluitdraden moeten helemaal vrij zijn van de cassette, omdat bij een te grote capaciteit tegen aarde van de toevoerleidingen, de lamp niet ontstoken kan worden. De cassette kan vervolgens weer met vier bouten aan het frame van de lichtkast gemonteerd worden. Via de deur kan daarna de beschermhuls van de xenonlamp worden afgenomen. Nadat de stekker in het bijbehorend contact is bevestigd
-
42
-
kan de lamp worden ontstoken. Regel de weerstand van de potentiometers voor de kwiklamp en de xenonlamp zodanig af, dat de lampen het opgegeven vermogen opnemen. Om de lichtboog zo goed mogelijk in het brandpunt te brengen, kunnen kleine correcties in de plaats van de boog worden uitgevoerd met behulp van drie justeerschroeven die zich aan de onderzijde van de cassette bevinden. De lichtboog staat goed ingesteld als de afbeelding van de boog in het secundaire brandpunt zo klein mogelijk is met een zo groot mogelijke helderheid. Dit is te controleren door in het diagragma van de lichtkast een stuk papier aan te brengen,,waarop de lichtboog dan vergqoot wordt afgebeeld. Indien de instelmogelijkheden niet toereikend zijn, moet opnieuw de lamp in de vatting geplaatst en de beschreven procedure herhaald worden.
IV.2
De filters.
Voor de montage van de filters in de filterhouders moeten de hoofdassen zo nauwkeurig mogelijk bepaald worden en op de filters worden aangegeven. Er moet dan de beschikking z i j n over een instrument dat lineair gepolariseerd licht geeft en waarvan het polarisatie-vlak bekend is. De velgen waarin de Íilters gemonteerd moeten worden, zijn aan de buitenomtrek voorzien van een schaalverdeling in 400 decimale graden. De hoofdrichtingen van de filters zouden moeten samenvallen met de assen 0-200 resp. 100-300 decimale graden. De stand van de velgen ten opzichte van het frame van de filterhouder kan worden bepaald met de afleesglaasjes ( 5 . 3 ) , die een parallaxvrije aflezing mogelijk maken. Een apart justeermechanisme is bij geen van de filterhouders aanwezig. Voor het uitvoeren van kleine correcties op de filterstand kan gebruik gemaakt worden van de speling in de boutgaten (5.5). Indien
dit niet voldoende resultaat geeft, moet het filter in zijn vatting gedraaid
-
43
-
worden, na gedeeltelijke demontage van de filterhouder. De polarisator wordt zodanig gemonteerd dat in de nulstand het lineair gepolariseerd licht trilt in het verticale vlak. De analysator wordt ook gemonteerd, maar behoeft nog niet in de juiste positie gebracht te worden. Het is voldoende dat polarisator en analysator gekruist staan, dat is de stand waarbij deze combinatie een minimale lichthoeveelheid doorlaat. Wordt nu een model met bekende spanningsverdeling tussen polarisator en analysator gebracht, dan moet de nul-isokline samenvaller, met de door de belasting voorgeschreven stand. Door de polarisator te verdraaien in zijn houder en vervolgens de analysator bij te draaien tot donker veld verlichting van het model kan de juiste stand van de polarisator bepaald worden. Om de analysator te justeren is het model niet meer nodig. A l s bij de analysator de waarde 100 of 300 decimale graden wordt afgelezen moet er zo weinig mogelijk licht op de fotomultiplikatorbuis vallen. De polarisator m e t daarbij uiteraard in de nulstand geblokkeerd werden. De eerste kwart-lambdaplaat die hierna wordt ingebracht moet zijn hoofdassen evenwijdig aan resp. loodrecht op de polarisatierichting hebben. In de nulstand van het kwart-lambdafilter moet er weer een donker veld zijn, want polarisator en analysator staan gekruist en in de nulstand. De tweede kwart-lambdaplaat wordt gejusteerd als ook de eerste in de lichtbundel staat. Er moet voor gezorgd worden dat ook nu weer met donker veld als achtergrond voor het meten gewerkt kan worden. Bij het justeren van de filtcrs is er voor gezorgd dan hun onderlinge stand zo goed mogelijk is vastgelegd, waarbij is uitgegaan van een juiste stand van de polarisator. De hoofdassen van de filters behoeven niet samen te vallen met de hoofdassen van de velgen 0-200 resp. 100-300, omdat mogelijk de afleesglaasjes onderling niet eenzelfde positie in de ruimte innemen.
-
IV.3
44 -
Het afbeeldingssysteem
Uitgaande van de berekening in 3 . 3 moet het brandvlak van het doublet samenvallen met het voorwerpshoofdvlak van het reproductieobjectief. Aangezien de juiste plaats hiervan niet bekend is, wordt het objectief zo ingesteld dat het brandvlak samenvalt met het diafragma, dat zich bij de Apo-Germinar midden in het lenzensysteem bevindt. Het model wordt op het isoklinenscherm geprojecteerd, waarbij een tweevoudige vergroting van het model zichtbaar moet worden. Het reproductie-objectief is met een klembus en een gekartelde ringmoer ( 7 . 4 ) aan de objectiefplaat verbonden. Is de plaats van het model voor de tweevoudige vergroting bekend, dan kan het objectief voor de tienvoudige vergroting gemonteerd worden. Het scherm heeft een vaste2plaats aan een van de muren van het laboratorium. Bij de vastgelegde stand van de objectieven wordt deiplaats van het model bepaald door scherpstelling op het isoklinenscherm. Voor het fotograferen van de afbeelding moet de afbeelding scherp op het matglas van de cassettehouder komen. De camera-achterwand Is daarom ook In optische asrichting verschuifbaar gemaakt. Aan de instelling van de fotomultiplicatorbuis behoeft niets geregeld te worden. Bij de opbouw van de optische bank is de opening in het diafragma in de optische as geplaatst. De grote en kleine oppervlakte spiegel (1.10;
1.15) zijn op drie instelbare
punten opgelegd. Deze punten zijn bereikbaar door het gat in de achterzijde van de lichtdichte kast. Door de instelling van de spiegels is het mogelijk om de afbeelding van de lichtbundel geheel op het isoklinenscherm te krijgen en om de verticaal van het model te laten samenvallen met de verticaal van het scherm.
-
-
45 -
De plaats van de optische as kan op de volgende manier op het isoklinen' scherm worden bepaald. Breng een model met een ingekrast kruis in de stralenbundel en stel scherp op het isoklinenscherm, waarbij het kruisje zich al ongeveer in het centrum van de bundel bevindt. Projecteer de afbeelding op de fotomultiplikatorbuis en verstel het model zo dat het snijpunt van de twee kruislijnen worden ingevangen door de opening van de fotobuis. A l s in deze opstelling met lichtveld gewerkt wordt zal bij het invangen de
lichtintensiteit minimaal zijn. Het punt van het model waarvan de lichtintensiteit gemeten wordt is dan bekend. Indien de afbeelding nu weer op het isoklinenscherm komt kan een merkteken worden aangebracht op de plaats waar de kraislijnen worden afgebeeld.
