Оптико-электрический тензодатчик Советский патент 1985 года по МПК G01B11/16 

f Изобретение относится к экспериментальным методам исследования механических напряжений и деформаций в деталях машин и элементах конструкций. Известно устройство для измерени механических напряжений и деформаций, содержащее .волоконный световод внешние поляризатор и анализатор Щ Однако данное устройство обладает недоста точной точностью измерения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является оптико-электрический тензодатчик, содержащий источник света и располо жейные по ходу светового пучка излу чающий световод, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент и измерительный канал 2 . Однако известное устройство характеризуется недостаточными точностью и чувствительностью при опре делении величины и направления главных механических напряжений исследуемой детали, что связано с необходимостью визуального контроля при измерении ориентации устройств относительно главных осей напряжений . Цель изобретения -. повышение точ ности и чувствительности устройства Указанная цель достигается тем, что в известном оптико-электрическо тензодатчике, содержащем источник света и расположеннь$е по ходу светового пучка излучающий световод, поляризатор, фотоупругий чувствител ньй элемент и измерительный канал, последний выполнен в виде четного числа приемных световодов с фазо|сдвигающими пластинками, установлен Ными между поляризатором и чувствительным элементом, на их входе и фотоприемниками на выходе, установленных симметрично относительно излучающего световода, плоскости поляризации фазосдвигающих пластино диаметрально расположенных световодов перпендикулярны, а тензодатчи снабжен мажоритарным анализатором, к каждой ячейке которого подключены два фотоприемника, установленные на выходе двух диаметрально располо женных световодов. На фиг. 1 изображена конструктив ная схема оптико-электрического т нзодатчика} на фиг. 2 - сечение 952 А-Анафиг. 1 (соединениетензодатчика с мажоритарным анализатором). Оптико-электрический тензодатчик содержит источник 1 света и расположенные по ходу светового пучка излучающий световод 2, поляризатор 3, фотоупругий чувствительный элемент 4 и измерительньй канал, выполненный в виде четного числа приемных световодов 5 с ф осдвигающими пластинками 6, установленными между поляризатором 3.и чувствительным элементом 4, на их входе и фотоприемниками 7 на выходе, установленных симметрично относительно излучающего световода 2, в плоскости поляризации диаметрально расположенных световодов 5 перпендикулярны, а тензодатчик снабжен мажоритарным анализатором 8, к каждой ячейке которого подключены по два фотоприемника 7, установленных на выходе двух диаметрально расположенных световодов 5. Тензодатчик установлен на поверхности ист следуемой детали 9 Тензодатчик работает следующим, образом. Пучок света от источника 1 света по излучающему световоду 2 проходит до поляризатора 3, в котором ста:новится плоскополяризованным. Поляризованньй свет поступает в фотоупругий чувствительный элемент-4 и отражается от поверхности исследуемой детали 9. Под действием механических напряжений в фотоупругом чувствительном элементе 4 в соответствии с пьезооптическим эффектом пучок света расщепляется на два луча, плоскости поляризации которых взаимноперпендикулярны. При этом плоскости, по которым действуют главные механические напряжения, соответствуют, главным плоскостям поляризации фотоупругого чувствительного элемента 4. Отраженные пучки попадают на фазосдвигающие пластинки 6, проходят через те из них, плоскости поляризации которых совпадают с плоскостями поляризации отраженного света, и по соответствующим приемным световодам 5 поступают на фотоприемники 7. Сигналы с каждой пары фотоприемников 7, установленных на выходе двух диаметрально расположенных светодиодов 5, пoctyпaют на соответствующую ячейку мажоритарного анализатора 8. Таким образом, мажоритарный анали; затор 8 позволяет не только определить главные механические напряже-i ния, но и-их напряжение по максимуму показаний соответствующих ячеек. Каждая ячейка определяет .величину меЗйанических напряжений по одной оси. Четыре ячейки дают картину распределения механических напряжений по двум связанным системам ортогональных осей

сдвинутых между. собой на 45°.

954

Предлагаемый тензодатчик характеризуется простотой и компактностью конструкции, удобством в пользовании и возможностью автоматизировать процесс определения величины и направления главных механических напряжений. Устройство представляет собой оптический щуп, с помощью которого можно достаточно быстро и с высокой

точностью обследовать большое количество исследуемых точек.

ОПТИКО-ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ТЕНЗОДАТЧИК, содержащий источник света и расположенные по ходу светового пучка излучающий световод, поляризатор, фотоупругий чувствительный элемент и измерительный канал. отлич ающий с я тем, что, с целью повышения его точности и чувствительности, измерительный канал выполнен в виде четного числа приемных световодов с фазосдвигающими пластинками, установленными между поляризатором и чувствительным элементом, на их входе и фотоприемниками, на выходе, установленных симметрично относительно излучающего световода, плоскости поляризации фазосдвигаюпщх пластинок диаметрально расположенных световодов перпендикулярны, а тензодатчик снабжен мажоритарным анализатором, к i каждой ячейке которого подключены два фототтриемника, установленные (Л на выходе двух диаметрально распоС ложенных световодов.