Un esferómetro es un instrumento que se utiliza para medir con precisión el radio de curvatura de una superficie curva. Originalmente, estos instrumentos los utilizaban principalmente los ópticos para medir la curvatura de la superficie de una lente . [1]
Un esferómetro generalmente consta de:
En los esferómetros nuevos, la escala vertical está marcada en unidades de 0,5 mm. Una vuelta completa de la esfera también corresponde a 0,5 mm y cada pequeña graduación de la esfera representa 0,005 mm. Las graduaciones de los esferómetros antiguos son de 0,001 mm.
Para medir el radio de una esfera (por ejemplo, la curvatura de una lente ), se nivela el esferómetro y se lee, luego se lo coloca sobre la esfera, se lo ajusta hasta que los cuatro puntos ejerzan la misma presión y se lo lee nuevamente. La diferencia da el espesor de la porción de la esfera cortada por un plano que pasa por los tres pies. Se puede colocar una palanca de contacto, un nivel delicado o un contacto eléctrico en el esferómetro para indicar el momento en el que los cuatro puntos ejercen la misma presión.
El esferómetro mide directamente una sagita , h . Si la longitud media entre dos patas exteriores es a , el radio esférico R se obtiene mediante la fórmula
Utilizando un esferómetro con una copa circular de diámetro D , el radio esférico R se da en cambio mediante la fórmula
Dado que el esferómetro es esencialmente un tipo de micrómetro , se puede utilizar para otros fines además de medir la curvatura de una superficie esférica. Por ejemplo, se puede utilizar para medir el espesor de una placa delgada.
Para ello, se coloca el instrumento sobre una superficie perfectamente plana y se gira el tornillo hasta que la punta apenas toca; el instante exacto en que esto ocurre se define por una disminución repentina de la resistencia seguida de un aumento considerable. Se leen el cuadrante y la escala, se levanta el tornillo, se desliza la placa delgada debajo de él y se repite el proceso. La diferencia entre las dos lecturas da el espesor requerido.
De manera similar, el instrumento puede medir la depresión en una placa que de otro modo sería plana. El método es el mismo que para medir el espesor de una placa, excepto que la parte micrométrica se coloca sobre la depresión y la medición se toma por debajo de la superficie en lugar de por encima.
Este tipo de instrumento se utiliza comúnmente para inspeccionar las tuberías de herramientas de los yacimientos petrolíferos en busca de picaduras, fracturas y redondez en la superficie del metal antes de enviarlas a los sitios de perforación para pozos exploratorios, de modo que las tuberías de perforación debilitadas no se fracturen durante la perforación. [2] Las tuberías de herramientas con paredes de más de 1" de espesor para un tubo de 4" de diámetro de acero endurecido, equipadas con collares de rosca cónica, se reutilizan una vez finalizada la perforación y se coloca un revestimiento tubular de paredes más delgadas para pozos petrolíferos. Los instrumentos electrónicos similares al esferómetro en diseño se utilizan en las plantas de inspección de revestimientos, tuberías y tuberías de perforación. Las mediciones equivalentes en óptica serían para un cilindro o lente con un componente cilíndrico que tenga un eje óptico, donde un plano a través de la lente produciría una circunferencia ovalada.
Recientemente se desarrolló un enfoque alternativo que utiliza geometría de coordenadas [ cita requerida ] . Este enfoque reproduce el conocido resultado del esferómetro y también conduce a un esquema para estudiar superficies asféricas .
Un dispositivo relacionado es el cilindrometro (también conocido como cilindroesferómetro o esferocilindrómetro), que además puede medir el radio de curvatura de un cilindro circular recto .
