Способ измерения перемещений и деформаций объектов

Способ измерения перемещений и деформаций объектов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союэ Советскик

Социалистические

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (»)938003

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I ) Дополнительное к авт. саид-ву (22).Заявлено 23. 12.80 (21) 3242045/25 28 с присоединением заявки,1(Й (23) Приоритет

Опубликовано 23.06,82, Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 26.06.82 (51)М. Кл.

Ц 01 В 11/00

Gr 01 В 11/16

ВвЕУДЕРСтваеекй Кав1Нтет

СССР ео делам нзаеретеннй н вткрмтнй. (53) УДК 531.715. .27(088.8) ((И. С. Клименко и А. А. Рассоха, А. A. КапустМн, С. О. Мажура и В. О. Каледин (72) Авторы изобретения

Харьковский авиационный институт им. Н. E. Жуковского (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ

И ДЕФОРМАЦИЙ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к измеритеюп ной технике, в частности к оптическим способам измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и деформаций различных объектов.

Известен способ измерения перемещения и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции по схеме с наклонным опорным пучком, освещают ее широким пучком когерентного излучения» и фиксируют интерференционйую картину, по па. раметрам которой вычисляет величины перемещений и деформаций Llf .

t5

Измерения указанным способом в случае сложных пространственных деформаций и перемещений объекта трудоемки и не точны, так как фиксируемая интерференционная картина несет в себе всю го информацию об изменяющемся по поверхности объекта векторе пространственных перемещений, а раздельное получение

l .интерференционных картин, характеризу1о

2 щих составляющие вектора перемещений в рассматриваемом способе, невозможно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее широким пучком света и фиксируют интерференционную картину, по параметрам которой . вычисляют величину перемещений и деформаций 21

В этом способе невозможно получить интерференцнонные картины, характеризующие только одну или две составляющие вектора перемещений. Это приводит к большой трудоемкости и неточности расшифровки сложной интерференционной картины, несущей всю информацию о пространственном векторе перемещений, что, в конечном итоге, усложняет и снижает точность измерения.

Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерений.

3 9380

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу формируют пучок света, имеющий форму щели, и освещают им голограмму.

На чертеже изображена принципиаль» ная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройс тво содержит последователь но расположенные источник 1 света, рас ширяюший объектив 2, коллимируюшую lO линзу 3, непрозрачный экран 4 со сквозной щелью и голограмму 5 двойной экспозиции, (пунктиром показан контролируемый объект) .

Способ осуществляют следующим образом.

Регистрируют голограмму 5 двойной . экспозиции путем перемещения непрозрачного экрана 4 со сквозной щелью на пути расширенного объективом 2 и кол- 20 лимированного линзой 3 излучения, от источника 1 света формируют пучок света, имеющий форму щели, освещают голо» грамму 5 полученным щелевым пучком, фиксируют интерференционную картину, 2Ф возникающую на восс тановленном, изображении, которая характеризует только две составляющие вектора перемещений каждой точки исследуемой поверхности, а именно составляющие, лежащие в плос- ЗФ кости шелевого пучка, Вычисление перемещений и деформаций по параметрам такой картины осуществляется значительно проще и точнее . так как процесс измерений разделяется

35 на ряд более простых, уменьшается объем вычислений, повышается вычислительная устойчивость разрешающей системы уравнений (за счет уменьшения числа уравнений в системе и улучшения обусловлен» ности матрицы коэффициентов системы алгебраических уравнений) к погрешнос тям измерений параметров интерференционной картины.

По параметрам интерференционной кар45 тины вычисляют величины перемещений и деформаций в

Предлагаемый способ может быть реализован на стандартной голографической установке. СИН с лазером ЛГ-38.

На пластинах для голографии типа ПЭ-2 регистрируют голограмму двойной экспозиции по схеме со встречным опорным пучком, полученную голограмму освещают пучком света, имеквцим форму щели. Этот пучок формируют с помощью непрозрачного металлического экрана толщиной

1мм со сквозной узкой. длинной щелью (размеры щели в плане 1 мм х 120 мм), 03 ф

: который помещают на пути расширенного микрообъективом (20") и коллимированного линзой (ф 200 мм) излучения лазера ЛГ-38, Затем фиксируют интерференцнонную картину, возникающую на восстановленном изображении, по параметрам которой вычисляют величины пе« ремещений и деформаций. Вычисления проводят в соответствии с алгоритмом,,но не для общего случая, а для случая, когда известна плоскость, в которой расположен вектор перемещений, так как благодаря шелевой форме освещающего пучка фиксируемая интерференцнонная картина характеризует перемещения исследуемой поверхности.

По результатам опытной проверки точность измерения перемещений и деформаций предлагаемым способом на 10-20% выше, чем известным, эа счет уменьшения объема вычислений, трудоемкости измерений параметров интерфереционной картины.и повышения вычислительной устойчивости разрешающей системы уравнений к погрешностям измерений параметров интерференционной картины. Кроме.того, упрощение измерений, которое достигается в предлагаемом способе за . счет разделения процесса измерений на ряд более простых операций, приводит к сокрашению времени измерений и допол ннтельному повышению их точности.

Ф ормула изобретения

Способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее пучком света и фиксируют интерференционную картину, по параметрам которой вычисляют величину перемещений и деформаций, о т« л и ч а ю ш и и с а тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, формируют пучок света, имеющий форму щели, и освещают им голограмму.

Источники информащии, принятые во внимание при экспертизе

1. Голографические измерительные системы. — C6. научных трудов. Под ред. Козачка А. Г. Новосибирск, "Наука, 1976, с. 45-46.

2. Материалы Ч1Н Всесоюзной школы по голографии. Л., Наука, 1976, с. 214 - 218 (прототип).

938003

Составитель Л. Лобзова

Редактор А. Шишкина ТехредЛ.Пекарь Корректор Л. Бокшан

Заказ 4440/59 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5

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