Установка для определения декремента изгибных колебаний образца Советский патент 1986 года по МПК G01N11/00 

«

Изобретение относится к измерительной технике и может использоваться для исследования механических свойств материалов.

Цель изобретения - повышение производительности за счет автоматизации процесса измерения и расширения температурного диапазона работы установки .

На фиг, 1 приведена функциональная схема установки; на фиг, 2 - конструкция модулирующей системы, выполненной в виде блоков щелевых диафрагм; на фиг. 3 - положение светового пучка источника излучения на входе модулирующей системы;на фиг. 4 а, (5,6 -положения модулирующей системы при изгибньгх колебаниях образца по отноЕшиию к направлению излучения .

Установка содержит два свободн.о подвешенных груза 1 и 2, к которым крепится исследуемый образец 3, источник 4 света, выполненный в виде коллиматора., модуляционную систему, выполненную из первого 5 и второго 6 блоков щелевых диафрагм, проекционную оптическую систему, выполненную из первого 7 и второго 8 объективов ,фоторегистратор, выполненный из первого 9 и второго 10 фотоприемников и блок 11 регистрации, включающий дифферен1щальный усилитель 12, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 13, цифровое запоминающее устройство 14 и блок 15 управ-, дения.. Грузы подвешены на двух не- растяжимых нитях 16 и 17. Блоки 5 и 6 щелевых диафрагм скреплены при помощи стойки 18 с одним из грузов.

Установка содержит также генератор 19 импульсов и подключенные к нему электромагниты 20 и 21 и зеркала 22 и 23. Источник 4 излучения выполнен из объектива (не показан), в фокусе которого установлен свето- диод. На фиг. 3 след светового пучка в плоскости блока щелевых диафрагм обозначен позицией .24.

Установка работает следующим образом.

Предварительно блоки 5 и 6 щелевых диафрагм ориентируют относительно направления Излучения источника 4 на равные, но противоположные углы. Затем с помощью генератора 19 импульсов возбуждаются резонансные колебания механической системы образец - грузы.

591522 .

Световой пучок от источника 4 излучения направляют на блоки 5 и 6 щелевых диафрагм. Отверстия в обоих блоках формируют два измеритель, ных канала.

В процессе колебаний образца блоки 5 и 6 щелевых диафрагм разворачиваются вокруг вертикальной оси (нерастяжимой нити 16), в результате

(О чего изменяется проекция площади отверстий на плоскость, перпендикулярную направлению излучения, что, в свою очередь, приводит к изменению интенсивности света на входе фото -

15 приемников 9 и 10, обеспечивая моду- ЛЯ1ЩЮ световых пучков на входе фотоприемника. На фиг. 4 показаны положения блока щелевых диафрагм для различньгх углов егоповорота, в том

20 числе для двух возможных крайних

его положений для Ч О и -f -

где Р( - ширина отвер25

arcCg |стия в блоке щелевых диафрагм.

L - глубина блока.

Световые пучки, прошедщие блоки 5 и 6 щелевых диафрагм, с помощью зеркал 22 и 23 направляются на объективы 7 и 8, которые собирают их на

30 фотоприемниках 9 и 10. На выходе фотоприемников 9 и 10 электрический сигнал пропорционален углу пов орота блоков 3 и 6 щелевых диафрагм, который через дифференциальный усилиJ5 тель 12 направляют на вход АЦП 13 и блока 15 управления, формирующего синхроимпульсы запуска цифрового преобразователя. На выходе АЦП 13 формируются цифровые коды, пропорцио40 нальные амплитудам колебаний образца, которые поступают в цифровое за- поминающэе устройство 14, где происходит вычисление декремента колебаний по зависимости

45

1 А . N r+N

где

А. А +N N

логарифмический декремент колебаний;

последовательные отсчеты амплитуд колебаний; число периодов колебаний между oтcчeтa - И .

55

Наличие разворота двух блоков щелевых диафрагм на равные, но про тивоположные углы относительно направления излучения Позволяет по сигналу на выходе дифференциального

я

усилителя судить о направлении изгиба образца.

Повышение надежности измерения изгибов образца обеспечивается увеличением числа прямоугольных отверстий в блоках щелевых диафрагм.Снабжение устройства механическим модулятором, устойчивым к действию высоких температур, позволяет повысить рабочий диапазон температур при определении изгибных колебаний образца.

Формула изобретения

1.Установка для определения декремента изгибных колебаний образца, содержащая два свободно подвешенных груза, предназначенных для закрепления в них исследуемого образца, источник света и блок регистрации, отличающая ся тем, что,

с целью повышения производительности и расширения температурного диапазона работы установки, она снабжена последовательно установленными по ходу излучения модуляционной системой, скрепленной с одним из грузов, оптической проекционной системой и фоторегистратором, а источник излучения выполнен в виде коллима - тора.

2.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что модуляционная система выполнена в виде блока щелевых диафрагм, состоящего из п. пластинок, в каждой из которых выполнено прямоугольное отверстие, пластинки установлены параллельно одна другой на дискретном расстоянии так, что центры их отверстий лежат на оптической оси установки.

3.Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью определения направления иэгибных колебаний, модуляционная система выполнена в виде двух блоков щелевых диафрагм, скрепленных между собой и развернутых относительно направле2591524

ния излучения на равные углы в про - тивоположные стороны, оптическая проекционная система выполнена в виде двух объективов, а фоторегистратор - 5 в виде двух фотоприемников, каждый блок щелевых диафрагм состоит из и пластинок, в каждой из которых выполнено прямоугольное отверстие, пластинки установлены параллельно

to одна другой на дискретном расстоянии так, что центры отверстий в каждом блоке лежат на осях, развернутых на угол ±oi-/2 от оптической оси установки в горизонтальной плоскости.

15А; Установка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения надежности определения изгибных колебаний, модуляционная система выполнена в виде блока ще20 левых диафрагм, состоящего из и

пластинок, в каждой из которых выполнено fn прямоугольных отверстий, пластинки установлены параллельно одна другой на дискретном расстоя25 НИИ так, что центры их отверстий лежат наmосях, параллельных оптической оси установки.

5. Установка по п. 1, о т л и - 30 чающаяся тем, что, с целью определения направления изгибных колебаний и повышения надежности измерения, модулягщонная система выполнена в виде двух блоков щелевых диафрагм, скрепленных между собой и развернутых относительно направления излучения на равные углы в противоположные стороны, оптическая проекционная система вьтолнена в .- виде двух объективов, а фоторегистратор - в виде двух фотоприемников, каждый блок щелевых диафрагм состоит из h пластинок, в каждой из которых выполнено N1 прямоугольных от- - верстий, пластинки установлены параллельно одна другой на дискретном расстоянии так, что центры их отверстий лежат на i-n параллельных осях.

Я

w

..J

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования механических свойств материалов. Установка позволяет повысить производительность измерения за счет автоматиза1Ц«и процесса и проводить измерение при более высоких температурах. Световой поток от источника излучения направляют на модулирующую систему, выполненную в виде блока щелевых диафрагм, которая скреплена с одним из свободно подвешенных грузов. С груза1«1 скреплен также исследуемый образец. Прямоугольные отверстия в блоке щеЛе- вых диафрагм формируют измерительный канал. В процессе колебаний образца модул фуюцая систена разворачивается, что приводят к изменению размеров пучка, прошедвюго через прямоугольные отверстия. В результате обеспечивается модуляция светового пучка на входе фотопряемника. Интенсивность светового сигнала на входе фотоприемника пропорциональна углу разворота модулирующей систе- ыы - величине изгибных колебаний контролируемого объекта. Сигнал с фотоприемника направляют в блок обработки, где он обрабатывается и регистрируется. 4 з.п. ф-лы, 4 ил. СО

cit;

41

J

Фиг.3

Фл

И U И

Л

Составитель Н.Солоухин Редактор Н.Марголина Техред М.ХоданичКорректор А.Обручар

- - - -----.- - --.- -.- ,- « -- .«,- - -, ««.„

Заказ 5114/41 Тираж 778Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4