Краткие указания по эксплуатации катетометра «км-8» (материал из инструкции к прибору)

В ПНИЛЭФМОПП и на кафедре «Технология мяса и мясные продукты» в вакуумной манометрической установке для определения активности воды пищевых продуктов с целью точного измерения разности уровней рабочей жидкости в дифференциальном манометре (до 500 мм) используется катетометр (линейный микроскоп) марки «КМ-8» (производство Изюмского приборостроительного завода, СССР, Харьковская обл.).

Предел допускаемой основной погрешности прибора, мм:

при расстоянии до объекта 280–480 мм ±0,015

при расстоянии до объекта 420–810 мм ±0,020

при расстоянии до объекта 700–1810 мм ±0,030

Особенности эксплуатации

Прибор требует бережного отношения.

Все части прибора должны содержаться в чистоте; пыль с неокрашенных металлических частей следует удалять чистой салфеткой, слегка смоченной в бензине, затем протирают их насухо. Оптические детали нужно очищать от пыли чистой беличьей кисточкой. При установке и переноске прибора нельзя брать его за измерительную каретку и оправу цилиндрического уровня. Колонка прибора должна постоянно находиться под тонким слоем смазки.

Принцип работы

Принцип работы прибора основан на сравнении измеряемой длины вертикального отрезка (расстояния между двумя точками объекта) с миллиметровой шкалой прибора путём последовательного визирования зрительной трубы на начало и конец измеряемого отрезка.

Оптическую систему прибора составляет зрительная труба, отсчётный микроскоп и система блока уровня (рис. 2.1).

Р ис. 2.1. Оптическая схема катетометра «км-8»

Зрительная труба состоит из объектива 6, 7, 8, сменных насадочных линз 3, 4, 5, фокусирующей линзы 9, сетки 10, окуляра 11, 12, 13, который служит одновременно окуляром отсчётного микроскопа, зеркал 2 и защитного стекла 1.

Миллиметровая шкала 21 работает в свете, отражённом от склеенного с ней зеркала 22. Шкала подсвечивается лампой 28.

Лучи, отражаясь от зеркала 24, установленного под углом 45°, проходят через параллельные грани призмы 19 и микрообъектив 20, 23.

Затем изображение шкалы, отражённое от зеркала 22, через призму 19 проектируется микрообъективом на масштабную сетку 18, проходит призму 17, оборачивающую систему 14 и 16 и попадает на призму сетки окуляра.

Передача изображения пузырька уровня осуществляется через призменное устройство, состоящее из призм 31, 32, 29. Лучи от концов пузырька уровня отражаются от скошенных граней призм 31, 32 и через призму 29 направляются в прямоугольную призму 33, преломляются в ней, входят в объектив 34, затем через призму сетки окуляра попадают в поле зрения окуляра. Изображения концов пузырька уровня видны в поле зрения окуляра, разрезанными вдоль пополам. Когда пузырёк уровня установится посредине ампулы, изображения его концов совместятся. При наклоне оси уровня изображения концов пузырька видны несовмещёнными.

Таким образом, в поле зрения окуляра (рис. 2.2) видны одновременно изображения измеряемого объекта, шкалы с масштабной сеткой и концов пузырька уровня.

Зрительная труба, блок уровня и отсчётный микроскоп смонтированы на одной каретке. Визирование на выбранные точки измеряемого объекта осуществляется перемещением каретки по колонке вдоль миллиметровой шкалы, а также вращением колонки вокруг вертикальной оси.

Масштабная сетка разделена в вертикальном и горизонтальном направлении на десять частей. Отсчётный микроскоп установлен так, что десять горизонтальных биссекторов сетки укладываются между двумя штрихами миллиметровой шкалы; следовательно, в вертикальном направлении каждому биссектору соответствует одна десятая миллиметра. В горизонтальном направлении десятая часть биссектора равна одной сотой миллиметра. Тысячные доли миллиметра (микроны) оцениваются на глаз в долях делений.

Конструкция

Катетометр состоит из колонки на треноге и измерительной каретки со зрительной трубой и отсчётным микроскопом. На треноге 11 (рис. 2.3) установлена колонка 5. С помощью рукоятки 4 колонку можно поворачивать вокруг вертикальной оси, микрометрическая подача производится вращением винта 2 при закреплённом винте 3 и отпущенном винте 10 (рис. 2.4). Колонка устанавливается в вертикальное положение подъёмными винтами 1 по круглому уровню 10. Измерительная каретка 7, несущая зрительную трубу 5 (рис. 2.4) и отсчётный микроскоп, перемещается по колонке на шарикоподшипниках, установленных под углом 120°.

Грубое перемещение каретки по вертикали производится от руки при откреплённом винте 6 (рис. 2.3), точное – с помощью микрометрического винта 9 при закреплённом винте 6. Каретка уравновешена противовесом, расположенным внутри колонки. Противовес соединён с кареткой стальным тросом 7 (рис. 2.4), переброшенным через направляющий ролик 8.

Зрительная труба имеет фокусирующую линзу, с помощью которой осуществляется наводка на резкость изображения выбранных точек измеряемого объекта. Фокусирующая линза перемещается вращением маховичка 6. Внизу на тубусе зрительной трубы жёстко укреплён высокоточный цилиндрический уровень 4. Уровень согласован с визирной осью зрительной трубы так, что при совмещении изображений концов пузырька уровня, как показано на рис. 2.5, визирная ось принимает строго горизонтальное положение.

Установка зрительной трубы в вертикальной плоскости по уровню производится микрометрическим винтом 2 (рис. 2.4).

Наводка на резкость изображений масштабной сетки, штрихов шкалы, измеряемого объекта и пузырька уровня, наблюдаемых в одном поле зрения, производится окуляром 8. Окуляр имеет диоптрийную шкалу с пределами наводки ±5 диоптрий. Сменные насадочные линзы, позволяющие вести наблюдение за объектом, расположенным на расстоянии 280–1810 мм до защитного стекла зрительной трубы, помещены в револьверном диске 9 (рис. 2.4). Перемещение диска производится от руки при оттянутом фиксаторе 3. На револьверном диске указаны расстояния, на которые рассчитаны линзы.

Подготовка устройства к работе

Установить прибор с помощью подъёмных винтов 1 (рис. 2.3) в вертикальное положение по круглому уровню 10 так, чтобы при вращении колонки на любой угол пузырёк уровня не сходил с центра более чем на 0,5 деления.

Перед измерением необходимо ориентировочно определить расстояние от защитного стекла зрительной трубы до объекта и включить соответствующую насадочную линзу поворотом револьверного диска. Чтобы повернуть диск, нужно оттянуть фиксатор 3 (рис. 2.4).

Порядок работы

Работа прибора производится следующим образом:

– включить прибор в сеть через трансформатор 1;

– открепить винт 6 и переместить измерительную каретку 7 на уровень выбранной точки объекта;

– установить окуляр зрительной трубы на резкость изображений масштабной сетки, шкалы и пузырька уровня;

– произвести наводку на резкость изображения измеряемого объекта, пользуясь маховичком 5 (рис. 2.4). Затем с помощью микрометрического винта 3 (рис. 2.3) при закреплённом винте 6 произвести точную наводку зрительной трубы на выбранную точку объекта;

– наблюдая в окуляр, совместить изображения концов пузырька уровня винтом 2 (рис. 2.4);

– сетка зрительной трубы имеет перекрестие, левый горизонтальный штрих которого выполнен в виде углового биссектора (рис. 2.6).

При наведении зрительной трубы выбранная точка объекта должна располагаться точно посредине углового биссектора на уровне горизонтального штриха. При точной наводке необходимо следить за тем, чтобы концы пузырька уровня образовали дугу.

Снимают первый отсчёт по шкале и масштабной сетке. Затем, перемещая каретку по колонке, наводят зрительную трубу на вторую точку измеряемого объекта и, проверив установку трубы по цилиндрическому уровню, снимают второй отсчёт. Разность между двумя отсчётами даст величину измеряемого отрезка. В поле зрения окуляра одновременно видны изображения двух штрихов миллиметровой шкалы, обозначенных крупными цифрами, и масштабная сетка. Индексом для отсчёта целых миллиметров служит нулевой биссектор десятых долей миллиметра. На рис. 2.7 162-й штрих шкалы прошёл нулевой биссектор, а ближайший большой штрих ещё не дошёл до него. Отсчёт равен 162 мм плюс отрезок от 162-го штриха до нулевого биссектора. В этом отрезке число десятых долей миллиметра обозначено цифрой последнего пройденного биссектора десятых долей миллиметра, в данном случае – цифрой 2. Отсчёт сотых и тысячных долей миллиметра производится в горизонтальном направлении сетки там, где миллиметровый штрих шкалы расположен точно посредине биссектора. На рисунке миллиметровый штрих находится между четвёртым и пятым делениями масштабной сетки, что соответствует 0,044 мм. Окончательный отсчёт равен 162,244 мм.

Для повышения точности измерения отсчёты следует повторить несколько раз и определить их среднее значение.

Измерение перефокусировки на объект и азимутальный поворот колонки в процессе измерения не допускаются, так как это вносит погрешность в измерения.

ПРИЛОЖЕНИЕ 3