Способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов Советский патент 1983 года по МПК G01B11/00 

СО

го

00 Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано для измерения амплитуды и фо мы колебаний объектов с зеркально о ражающей поверхностью. Известен способ контактного изме рения амплитудь) колебаний объектов, заключающийся в закреплении на поверхности контролируемого объекта инерционного преобразователя, напри мер пьезоэлектрического, и анализе амплитудно-частотных характеристик с выхода преобразователя tl . Недостатками указанного способа являются низкая точность измерений амплитуды колебаний объектов, обусловленная влиянием инерционного датчика на измеряемые параметры, и большая трудоемкость измерений при контроле поля поверхностных виброперемещений и определении формы колебаний объекта, обусловленная локальностью измерений. Известен способ контроля амплитуды колебаний объектов, в основе к торого лежит метод оптической интер ферометрии, основанный на зондирова нии контролируемого объекта светово волной, совмещений переотраженной объектом световой волны с опорной световой волной и преобразовании, интенсивности полученной интерференционной картины в электрический сигнал, по которому судят о величине, амплитуды колебаний объекта С2 J. Недостатком данного способа явля ется большая трудоемкости контроля, обусловленная локальностью измерений, что вызывает необходимость ска нирования поверхности объекта. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов, по которому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым и лучением 131 Недостаток i известного способа заключается в большой трудоемкости при контроле амплитуды и формы кот яебаний объектов в широком диапазоне частот. Это обусловлено тем, что при работе по данному способу регистрируют голографические интерферограммы объекта с использованием методики усреднения, контроль ведут на фиксированных частотах, а для поQ2лучения информации в широком диапазоне частот требуется регистрировать большое число голографических интерферограмм. Цель изобретения - снижение трудоемкости контроля. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля амплитуды и формы колебаний объектов, по которому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым излучением, находят положение плоскости локализации фокальных точек, формируемых в резуль тате переотражения излучения контролируемым объектом, определяют число фокальных точек, измеряют расстояние от плоскости локализации фокальных точек до контролируемого объекта и судят о форме колебаний по числу фокальных точек, а амплитуду колебаний определяют по формуле: itrn-Vl6rV-o2 где а - амплитуда колебаний объекта; г - расстояние от плоскости лока лизации фокальных точек до объекта; D - длина объекта; п - число фокальных точек в плоскости их локализации. На фиг. 1 изображена схема устройства, реализующего способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов; на фиг. 2 - схема образования фокальных точек. Устройство содержит источник 1 света, например лазер, коллиматор 2, остоящий из двух линз 3 и i, сгветоделитель 5, вибратор 6 и экран 7. Пучок света -лазера 1 расширяется коллимируется при помощи линз 3 и , освещает объект 8, переотражатся им и направляется светоделитеем 5 в сторону экрана 7, который меет возможность перемещения перпеникулярно направлению распространеия световой волны. При неподвижном объекте 8 экран 7 авномерно освещается переотраженой объектом световой волной. Контроль амплитуды и формы колеаний объектов по предлагаемому пособу осуществляется следующим обазом. При возбуждении с помощью вибраора 6 в контролируемом объекте 8 3 упругих колебаний в нем могут возбуждаться различные формы колебаний в зависимости от частоты возбуждения и резонансной частоты объекта 8 плоская поверхность трансформируется в последовательность выпукло-вог нутых элементов, Выпуклые элементы при этом рассеивают сеет, а вогнутые фокусируют формируя на определенном удалении от объекта 8 фокальные точки (для случая, показанного на фиг. 2, точки 9 и 10 - за один полупериод холебания, точка 1Г- за второй полуп риод ). Вследствие процесса усреднения глаз наблюдателя будет видеть, фокальные точки в плоскости локализации. Расстояние г от объекта 8 до плоскости локализации фокал1ьных точек 9 и 10 целиком определяется амплцтудой колебаний объекта 8, а чис ло фокальных точек позволяет судить о форме этих колебаний. Формула определения амплитуды ко лебаний выводится из элементарных геометрйчвАки построений и имеет ви 8 а - амплитуда колебаний; где п - число фокальных точек; г - расстояние от плоскости локализации фокальных точек до объекта; D - длина объекта. Плоскость локализации фокальных точек 9-11 находят смещение экрана 7 по максимальной фокусировке этих точек на экране 7. SateM определяют число п фокальных точек и расстояние от плоскости локализации до объекта 8 и проводят вычисления по формуле (1 ). ., Использование предлагаемого способа позволяет за счет замены опера ций, связанных с получением, обработкой и расшифровкой голографических интерферограмм, на операции определения положения плоскости локализации фокальных точек, их числа и расстояния от найденной плоскости до контролируемого объекта резко снизить трудоемкость и повысить производительность контроля.

. f