Устройство для определения деформаций конструкции

Устройство для определения деформаций конструкции

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к экспериментальному определению напряжений и деформаций в конструкциях и деталях машин оптическими методами . Устройство позволяет повысить точность определения деформаций. Для этого устройство снабжено узлом фокусировки, узлом развертки в виде оптического клина, расположенными последовательно вдоль оптической оси между приемником света и полупрозрачными зеркалами, источниками света и крестообразными марками, расположенными вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси, между полупрозрачньы зеркалом и источником света и блоком коъсмутации, вход которого соединен с приемником света, а выходы соединены с узлом фокусировки, источниками света и регистратором. 2 ил.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09 01) 514 С 01 В 11/-16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3728163/25-28 (22) 18.04.84 (46) 07.03.86. Бюл. У 9 (71) Харьковский автомобильно-дорож-, ный институт им. Комсомола Украины (72) К.И.Богатыренко и O,В.Денисенко (53) 531 781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 299738, кл. С 01 В 11./16, 1970.

Патент Франции У 2153798, кл. 0 01 В 11/00, 1979, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ДЕФОРИАЦИЙ КОНСТРУКЦИИ (57) Изобретение относится к экспериментальному определению напряжений и деформаций в конструкциях и деталях машин оптическими методами. Устройство позволяет повысить точность определения деформаций.

Для этого устройство снабжено узлом фокусировки, узлом развертки в виде оптического клина, расположенны" ми последовательно вдоль оптической оси между приемником света и полупрозрачными зеркалами, источниками света и крестообразными марками, расположенными вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси, между полупрозрачным зеркалом и источником света и блоком коммутации, вход которого соединен с приемником света, а выходы соединены с узлом фокусировки, источниками света и регистратором. 2 ил.

1216642

Изобретение относится к экспериментальному измерению напряжений и деформаций в конструкциях и деталях машин оптическими методами.

Цель изобретения — повышение точности определения деформации.

На фиг.1 показана схема устройства для определения деформаций конструкции на фиг.2 — модулирующая диафрагма и траектории перемеще=.

Ния крестообразной марки.

Устройство (фиг.1) содержит источников 1 света, и последовательно расположенных датчиков 2 деформации, каждый из которых содержит полупрозрачное зеркало 3, приемник 4 света, регистратор 5, узел фокусировки и узел 7 развертки, расположенные последовательно вдоль оптической оси 00 между приемником 4 света и полупрозрачными зеркалами 31.„, a крестообразных марок 8, расположенных вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси 00 между полупрозрачным

f зеркалом 3 и источником 1 света, блок 9 коммутации, вход которого соединен с приемником 4 света, а выходы соединены с узлом 6 фокусировки, источниками 1 света и регистратором

5, в который входит измерительная схема и вычислительный блок. Каждый датчик 2 деформации (смещения) жестко крепят на деформируемой конструкции !О.

Приемник 4 света предназначен для измерения линейных смещений по двум координатам в плоскости, t перпендикулярной оптической оси 00

Он имеет модулирующую диафрагму 11 (фиг.2), представляющую собой непрозрачную дисковую пластину с отверстием 12, центр которого совмещен с центром диафрагмы 11 и оптической осью визирования узлов 6 и 7.

3а модулирующей диафрагмой 11 напротив отверстия 12 расположен чувствительный элемент, например фотоэлектронный умножитель (не показан).

Информация о смещениях из: браже ния крестообразной марки относитель" но оптической оси 00 и центра модуI лирующей диафрагмы 11 получается путем измерения времени между импульсами с выхода чувствительного элемента. Так, например при сонмещении оптической оси 00 (фиг.1) с центром изображения крестообразной марки на зеркале 3 одного из датчиков 2 на модулирующей диафрагме 11 появляется изображение светящейся крестообразной марки, сканирующей по окружности abed, центр которой совпадает с центром отверстия 12.

С чувствительного элемента при этом снимаются электрические сигналы в виде импульсов с постоянным периодом следования, поскольку скорость сканирования марки берется постоянной, а дуги аЬ, bc, cd u da равны между собой. При перемещении датчика 2 и смещении центра марки отно/I сительно оси 00, а центра круговой траектории иэ точки А в А (фиг.2), у временные интервалы между импульсами изменяются, По ним определяют дефор5

20 мации (смещения) датчиков 2, Размеры крестообразной марки выбирают в зависимости от ожидаемых деформаций конструкции 10 и перемещения датчиков 2 от исходного положения.

25 Прн любых деформациях конструкции

10 сканирующая марка должна проходить всеми ветвями через отверстие

12.

Узел 7 развертки, создающий круговую развертку изображения крестообразной марки (фиг.2) на модулирующей диафрагме 11, выполнен, например, в виде вращающегося оптического клина.

Узел 6 фокусировки предназначен для фокусирования иэображении крестообразных марок с полупрозрачных зеркал 3 на модулирующу1о диафрагму

11 и представляет собой либо

"0 узел со сменными линзами, либо узел с линзой, перемещающейся вдоль оптической оси, В обоих случаях смена линз или ее перемещение осуществляется электромеханическим исполнительным устройством (не показано), которое управляется сигналом с выхода блока 9 коммутации.

Блок 9 коммутации обеспечивает циклическую последовательную коммутацию напряжений питания источников

1 света, датчиков 2» „, коммутацию

c> Hàïà, управляющего электромеха,ническим исполнительным устройством последовательной настройки узла 6

55 фокусировки, и последовательную коммутацию сигналов с чувствительного элемента приемника 4 света на вход регистратора 5.

1216642

46

Устройство работает следующим образом.

Перед измерениями производится начальная установка датчиков 2<;.„: смещения приемника 4 света, узлов

6 и 7. В исходном состоянии при от-, . сутствии деформации исследуемой конструкции 10 они должны быть выставлены так, чтобы оптические оси приемника света и узлов 6 и 7 сов,падали, а их общая ось проходила

: через зеркала 3 датчиков 2 смещения. При этом полупрозрачные зеркала 3 устанавливаются так, чтобы центры изображения крестообразных марок каждого датчика смещения на собственном зеркале 3 совпадали с оптической осью приемника 4 света.

При включении блока 9 коммутации включается источник 1» света первого датчика 2 смещения н крестоI образная марка 8 засвечивается на

r зеркале 3 . Одновременно сигналом с блока 9 узел 6 фокусировки устанавливается в положение, при котором на модулирующей диафрагме 11 образуется четкое и заданных размеров изображение крестообразной марки 3,.

Узел 7 развертки обеспечивает сканирование светящейся иарки на модулируюцей диафрагме 11 (фиг.2), за счет чего образуется информация в .виде временных интервалов о смещении центра марки относительно оптической оси 00, При деформации исследуемой конструкции 10 в точке, где расположен датчик 2, зеркало 3 с изображением крестообразной марки 8, смецается

1 от оптической оси 00 и окружность развертки светящейся марки 8 сме» стится относительно центра иодулирующей диафрагмы 11. Изменяются временные интервалы между импульсами на выходе чувствительного элемента приемника 4 света, по которым с помощью измерительной схемы н вычислительного блока определяют деформации

В . в данном месте конструкции 10. 3атем блоком коммутации отключается источник 1» света датчика 2 и включается источник 1 света второго датчика 2>. Одновременно сигналом с блока коммутации изменяется фокусировка блока 6 и он воспроизводит на диафрагме 11 марку 8 . Информация о перемещении датчика 2 через блок 9 коммутации и измерительную схему поступает на вычислительный блок регистратора 5. Последовательно блок 9 коммутации включает источники 1 света всех датчиков 2 смещения, обеспечивает изменение фокусировки узла 6 и передачу информации с приемника 4 света на измерительную схему и вычислительный блок регистратора 5. После окончания очередного цикла работы блока 9 коммутации и всего устройства начинается следующий цикл опроса от первого до н. -го датчиков смещения.

Использование в предлагаемом устройстве в качестве базы отсчета деформации исследуемой конструкции оптической оси вместо лазерного луча позволяет исключить погрешность иэмерений, связанную с дрейфом и флуктуациями луча лазера, и тем самым повысить точность измерений. Выполнение датчика смещения в виде крестообразной марки, пропускающей свет на полупрозрачное зеркало в заданный промежуток времени цикла измерений, и равномерное сканирование марки .по модулирующей диафрагме, также позволяет повысить точность измерений.

Формула изобретения

Устройство для определения дефориаций конструкции, содержащее источник света, и последовательно расположенных датчиков деформации, каждый из которых содержит полупрозрачное зеркало, приемник света и регистратор, о т л и ч а в ц е е с я тем, что, с целью повьеения точности определения, оно снабжено узлом фокусировки н узлом развертки в виI. де оптического клина, расположенными последовательно вдоль оптической оси между приемником света и полупрозрачными зеркалами, дополнительными я" -1 источникаии света и крестообразными марками, расположенными вдоль оптической оси каждого датчика, перпендикулярной основной оптической оси, между полупрозрачная» зеркалом и источникои света, и блоком коммутации, вход которого соединен с приемником света, а выходы соединены с узлом фокусировки, ксточ никами света и регистраторои.

А

fn

Составитель В.Евстратов

Редактор Н.Егорова Техред N.Парагвай Корректор С.Шекмар

Эаказ 993/51 Тираж 671 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москвар Ж-35у Раушская набау på М5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4