Подводная охота

Главная | Регистрация | Вход
Суббота, 25.11.2017, 10:25
Приветствую Вас Гость | RSS
Меню сайта
Категории раздела
Обучение [11]
Техника и безопасность подводной охоты
Снаряжение [20]
Снаряжение для подводной охоты
Интервью [2]
Интервью со спортсменами
Рассказы [5]
Рассказы о подводной охоте
Виды рыб и тактика охоты [0]
Акватории, виды рыб и тактика подводной охоты
Статистика

Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0
Форма входа
Главная » Статьи » Снаряжение

Оптические линзы подводных масок для людей с близорукими глазами
Люди с близорукими глазами, находясь под водой, надевают под маску обычные очки. А это приводит к быстрому запотеванию стекол очков и значительному уменьшению угла зрения. Кроме того, как известно, все предметы под водой воспринимаются глазами в увеличенном виде. Поэтому нами разработаны, выполнены и опробованы оптические линзы, свободные от вышеуказанных недостатков.

Рис. 80. Схема устройства оптической системы

Рис. 80. Схема устройства оптической системы

Рис. 81. Маска с оптическими корректорами

Рис. 81. Маска с оптическими корректорами

Устройство оптической системы понятно из рис. 80, а общий вид готовой маски с такими линзами дан на рис. 81. Маска обычная, только резина взята микропористая, что обеспечивает мягкое прилегание к лицу. Поверхность линзы, обращенная к глазу, имеет оптическую силу, необходимую для исправления близорукости глаза, а противоположная поверхность — плоская. Такая система позволяет одинаково хорошо видеть как под водой, так и на поверхности. В качестве материала можно применять как силикатное, так и органическое стекло, которое, обладая хорошей прозрачностью, легко поддается механической обработке. Поэтому при массовом производстве такие линзы можно изготавливать из листового материала выдавливанием под нагревом с помощью пуансона и матрицы. Чтобы получить натуральные размеры предметов подводой, оптическая сила линзы (Д), радиус кривизны(R) и расстояние их от глаз (d) определяются по следующим формулам:

Формула,

где А — близорукость глаза в диоптриях при оптимальном расстоянии очков от глаз;
Д— необходимая оптическая сила линз;
n — коэффициент преломления материала линз;
R — радиус кривизны линз, мм;
d - необходимое расстояние линз от глаз, мм.
В качестве примера приведем сводную таблицу данных, необходимых для изготовления маски с предлагаемыми оптическими линзами из органического стекла. Коэффициент преломления его брался равным 1,49.

Знак минус у радиуса R показывает, что линза получается плоско-вогнутой. Из таблицы можно сделать вывод, что из чисто конструктивных соображений наиболее просто получить неискаженное воспроизведение размеров предметов под водой при близорукостях от — 3 до — 8 диоптрий.

Рис. 82. Фреза для изготовления оптической линзы

Рис. 82. Фреза для изготовления оптической линзы

Описываемые оптические линзы нетрудно изготовить самостоятельно. Для этого нужно сделать специальную фрезу, изображенную на рис. 82, и шлифовально-полировальную полусферу (рис. 83).

Рис. 83. Шлифовально - полировальная полусфера

Рис. 83. Шлифовально - полировальная полусфера

Для фрезы лучше всего применять углеродистую сталь (причем закаливать ее не обязательно), ст. 10 или ст. 20. Для лучшего резания нижнюю кромку фрезы следует заточить подобно обычным сверлам, а в центре сделать полукруглые лунки. Величину радиуса берут из таблицы. Фрезу своим хвостовиком зажимают в патрон сверлильного станка, а оргстекло прочно укрепляют струбцинками. При этом под оргстекло подкладывают лист плотного толстого картона.

Для качественного «сверления» необходимо приобрести некоторый навык, поэтому первоначально лучше это делать на небольшом куске оргстекла. Дело в том, что стекло значительно нагревается и может даже «закипеть», что вызывает появление в его структуре маленьких пузырьков воздуха. Задача состоит в том, чтобы при резании стружка отделялась равномерно и длинными кусками. Время, затраченное на отработку режима резания, окупится при второй операции — шлифовке. Вырезать полусферы следует до тех пор, пока не получится максимально возможный диаметр.

Шлифовка выполняется шлифовально-полировальной полусферой. Для этого на полусферу накладывают сначала круглый кусок мягкой микропористой резины, толщиной 5—6 мм, поверх нее кусок фетра или грубошерстного сукна, которое плотно обвязывают шпагатом, так что сукно углубляется в паз. Полусферу своим хвостовиком тоже зажимают в патрон сверлильного станка. Сукно пропитывают машинным маслом и обсыпают наждачным порошком. Для этой цели подходит белый карборундо-корундовый порошок, имеющийся в хозяйственных магазинах. Шлифовка длится до тех пор, пока не будут ликвидированы все царапины и неровности, т. е. до получения равномерной матовой поверхности. Здесь важно подобрать обороты сверлильного станка. При очень больших оборотах масло, быстро нагреваясь, выгорает, и наждачный порошок оставляет на поверхности царапины.

Окончательную обработку (полировку) производят той же полусферой, только грубошерстное сукно заменяют мягкой плотной шерстью. Шерсть пропитывают машинным маслом и натирают полировальной пастой ГОИ.

При некотором навыке весь процесс изготовления линз описанным способом занимает 4—5 часов. После того как линзы будут готовы, из этого куска вырезают овальное смотровое стекло.

В процессе эксплуатации, если стекло будет запотевать, под маску следует пропустить немного воды и периодическим покачиванием головы устранять запотевание смотрового стекла.

Таблица 1

Из табл. 1 видно, что для получения самых оптимальных условий видения под водой, т. е. для получения натуральных размеров и действительных расстояний, необходимо выдерживать определенное расстояние от линзы до глаза, и это расстояние меняется значительно.

Таким образом, для заданной близорукости глаз требуется своя определенная резиновая оправа (корпус или тубус). Для массового производства, особенно для спортсменов - подводников, это может быть не совсем удобно.

Но это затруднение очень просто обойти, если не добиваться самых оптимальных условий видения под водой.

Для этого вышеприведенные формулы следует написать более подробно, а именно:

Формула,

где m — увеличение (или уменьшение) системы линза-глаз.

В первом случае (для получения самых оптимальных условий видения под водой) величина m равна 0,75. Однако, если считать постоянной не величину уменьшения m, а расстояние от очков до глаз d, то для различных степеней близорукости можно обойтись одинаковой конструкцией тубуса.

Пусть, например, это расстояние d = 20 мм = 0,02 м. Задаваясь различными значениями близорукости глаза А, по приведенным формулам легко определить все необходимые величины.

Результаты расчетов сведены в табл. 2.

Таблица 2

Табл. 2 показывает, что предлагаемая оптическая система осуществима и в случае фиксированной величины расстояния d от линзы до глаза (один универсальный корпус) в широком диапазоне рефракций.

Действительно, из колонки значений m/m опт следует, что при близорукости от — 1 до — 4 диоптрий все предметы в воде кажутся несколько больше и ближе, чем в действительности (на 15—28%), зато на воздухе все выглядит практически в натуральном виде (колонка значений т). При близорукостях от — 4 до — 8 диоптрий, наоборот, в воде все выглядит в натуральном виде (колонка m/m опт), а на воздухе — в уменьшенном виде и дальше (на 14 — 29%, колонка m). Корригирование на воздухе для близорукостей от — 1 до — 7 диоптрий усиливается еще меньше (на 4—33%, колонка Д/А ), чем в оптимальном случай (табл. 1).

Корригирование близорукостей в — 9, — 10 диоптрий в воде вполне достижимо, хотя на воздухе получается значительное усиление корригирования (на 47—56%, колонка Д/А).

Однако, если в смотровом стекле не предусмотрено специальное углубление для носа, трудно обеспечить расстояние d =20 мм, и линзы приходится располагать от лица на несколько большем расстоянии. Может быть и такой случай, что спортсмен - подводник захочет изготовить оптическое смотровое стекло для уже имеющейся фабричной или самодельной маски. Тогда расстояние от линзы до глаза оказывается заранее заданным.

По этим причинам целесообразно рассчитать ряд возможных вариантов оптических смотровых стекол при различных расстояниях их от глаз.

Таблица 3

В табл. 3 приведены полученные расчетные данные при расстоянии d от линзы до глаза, равном 30, 40 и 50 мм. Радиус кривизны R, как и в табл. 1 и 2, рассчитан для органического стекла (показатель преломления n =1,49). В случае применения силикатного стекла изменяются только данные в колонках радиуса кривизны R (другой показатель преломления).

Рис. 84. График зависимости относительного изменения размеров предметов и расстояний под водой

Рис. 84. График зависимости относительного изменения размеров предметов и расстояний под водой

Рис. 85. График зависимости относительного усиления оптической силы линз

Рис. 85. График зависимости относительного усиления оптической силы линз

Рис. 86. График зависимости кажущегося уменьшения размеров предметов на воздухе от величины близорукости глаз

Рис. 86. График зависимости кажущегося уменьшения размеров предметов на воздухе от величины близорукости глаз

Чтобы наглядно представить полученные результаты и сознательно выбирать тот или иной вариант, по данным табл. 2 и 3 построены графики зависимости относительного изменения размеров предметов и расстояний под водой m/m опт, относительного усиления оптической силы линз Д/А и кажущегося уменьшения размеров предметов на воздухе m от величины близорукости глаз А. Эти графики даны на рис. 84, 85 и 86.

Проанализируем полученные результаты.

Горизонтальная линия на рис. 84, соответствующая значению m/m опт = 1, даёт самые оптимальные условия видения под водой, т. е. получение натуральных размеров и действительных расстояний. На рис. 85 ей соответствует также горизонтальная линия, проведенная на уровне Д/А = 1,33, а на рис. 86 — на уровне m = m опт = = 0,75. Эти линии можно назвать «оптимальными». Нетрудно заметить, что данные, приведенные в табл. 1, как раз соответствуют оптимальным линиям.

Возвращаясь к рис. 84, замечаем, что использование области, лежащей выше оптимальной линии, дает кажущееся увеличение размеров предметов и уменьшение расстояний под водой, а ниже ее — уменьшение размеров предметов и увеличение расстояний. На рис. 85, наоборот, область выше оптимальной линии соответствует кажущемуся уменьшению размеров предметов и увеличению расстояний под водой, а ниже оптимальной линии — увеличению размеров предметов и уменьшению расстояний.

Если задаться максимально допустимым относительным усилением оптической силы линз на 25% больше оптимального случая, т. е. в 1,25×1,33=1,66 раза, тогда реализуемая область Д/А на рис. 85 лежит в интервале значений от 1 до 1,66. Этим пределам на рис. 84 соответствует реализуемая область m/m опт в интервале значений от 0,8 до 1,33, а на рис. 86 — в интервале значений m от 0,6 до 1,0. Из этих рисунков видно, что такие размеры реализуемой области практически обеспечивают ясное видение для близорукостей вплоть до 8 — 10 диоптрий.

Для иллюстрации применения представленных кривых рассмотрим типичный пример. Пусть глаза имеют близорукость А = — 4 диоптрии и нужно изготовить оптические стекла для готовой маски, обеспечивающей расстояние от линз до глаз d = 35 мм.

Из рис. 84 находим, что в этом случае m/m опт = 1,06, т. е. все предметы под водой будут казаться на 6% больше и настолько же ближе. Из рис. 85 следует, что линзы должны иметь оптическую силу, равную

Формула  диоптрии.

Графики (рис. 86) дают величину m = 0,80. Это означает, что такие линзы на воздухе дадут кажущееся уменьшение предметов и увеличение расстояний до них на 20%. И, наконец, в случае применения органического стекла, имеющего показатель преломления n = 1,49, радиус кривизны сферических поверхностей должен иметь величину:

Формула

Аналогичным путем можно быстро рассчитать практически любой необходимый вариант оптического смотрового стекла.

Н. Першин.
Журнал «Спортсмен-подводник», 1962 г.
Категория: Снаряжение | Добавил: Администратор (04.09.2012)
Просмотров: 3554 | Рейтинг: 2.0/1

Покер онлайн
Всего комментариев: 0
Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]
Поиск
Наш опрос
Где покупаете снаряжение?
Всего ответов: 29
Покер онлайн

Друзья сайта
  • Русский бильярд
  • Спортивный покер

  • Copyright podvoh.com © 2017 | Сайт создан в системе uCoz