Лазерный интерферометр для измерения динамических деформаций образцов Советский патент 1986 года по МПК G01B11/16 

ОсШЬх

п И Изобретение относится к измкре-нию деформаций оптическими методами Цель изобретения повышение точ нос-ти измерения за счет увеличе ния оптической разности хода эталонного и рабочего лучей интерферометра. На чертеже показана схема лазерного интерферометра для измерения динамических деформаций образцов. Лазерный интерферометр для измер ния динамических деформаций содержит основание 1, установленный на нем источник 2 монохроматического излучения и расположенный по ходу светового пучка светоделитель 3,зер кало А, образующее эталонное плечо интерферометраJ два измерительных штока 5 и 6, подпружиненнь1е в осево направлении, одни торцы которых предназначены для установки на образец, 7, два,уголковых отражателя 8 и 9) закрепленные на торцах измерительных штоков 5 и 6, пять зеркал 0-i 4j , закрепленные на основании по ходу светового пучка, два из которых 10 и 13 закреплены напротив соответствующих уголковых отражателей 8 и 9, образуюшик рабочее плечо интерферометраJ коллиматор 15 диафрагму 16, фотоприемник М и соеди ненную с ним электронную схему 18 обработки. Устройство работает следующим образом. Световой пучок монохроматичееско го излучения от источника 2 направляется на светоделитель 3,, где разделяется на две части. Часть излуче ния направляется на неподвижное зер кало 4;, закрепленное на си;новании 1 которое образует эталонное ин терферометрад отражается от него и через коллиматор 15, диафрагму 16 падает на фотоприемник 17, где взаимодействует с другой частью излуче ния, которая проходит через све то-двлитель 3, падает на уголковый отр жатель 8j закрепленный на одном измерительном штоке 55 отражается от HerOj с помощью зеркал направляется на уголковый отражатель 9, закрепленный на торце другого из мерительного штока 6 и, отражаясь о зеркала 14, неподвижно закрепленного на основании 1. проходит по тому же оптическому пути обратно от светоделителя 3, отражается от него и через коллиматор 15 и диафрагму 16 попадает на фотоприемник 7, вз 5 имодействует с пучком эталонного изучения и образует интерференционную картину. При динамических деформациях образца 7 изменяется расстояние между уголковыми отражателями 8 и 9,закрепленными на торцах измерительных штоков 5 и 6, что зызьшает движение интерференционной картины на фотоприемнике 17, который регистрирует эти изменения с помощью электронной измерительной схемы i8. Движение недеформированного объекта не вызывает изменения интерференционной картины, так как уголковые отражатели 8 и 9 смещаются и компенсируют смещение друг друга. Предлагаемое устройство испытывали с применением Не-Ке лазера (А 0,63 мкм). Объектом измере шя служила труба, в которой резко меняли напор жидкости. Сигналы фотоприемника регистрировали запоминающим осциллографом,, Оптические путиэталонного и рабочего лучей до начала измерений устанавлив.ши одинаковыми с точностью до 1 мм. Из условия максимума интерференции для предлагаемого устройства , где i - порядок интерференции, следует, что ./4, а смена максимума на минимум происходит при . Учитывая изменение интенсивности в интерференционной полосе, можно измерять деформацию д нм. При временном разрещении регистрирующей аппаратуры Т 10® с мсэжно измерять скорость деформации до V --г: 8 м/с. Частота вибраций объекта, при которой может работать интерферометр, должна быть меньще резонансной частоты колебаний измерительных штоков, определяемой их массой и упругими свойствами пружины (до 10 кГц), Допустимые амплитуды вибрации объекта ограничены длиной свободного хода измерительш: 1х штоков, а максимальная величина измеряемой деформации ограничена длиной когерентности излучения лазера. Для достижения наибольшей видности. интерференционной картины эталонный и рабочий лучи должны иметь одинаковую поляризацию и интенсивность. Формула изобретения Лазерный интерферометр для измерения динамических деформаций образ3127

цов, содержащий основание, установленные на нем источник монохроматического излучения и расположенный по ходу светового пучка светоделитель, зеркало, образующее эталонное плечо интерферометра, три зеркала, образующие рабочее плечоинтерферометра и неподвижно закрепленные на основании по ходу светового пучка, два подпружиненных в осевом направлении измерительных штока, одни торцы которых предназначены для установки на образец, два отражательных зле5 ,4

мента, закрепленных на других торцах каждого измерительного штока, коллиматор, диафрагму, фотоприемник и соединенную с ним электронную схему обработки, отличающийся тем, что, с целью повьщтения точности, каждый отражательньга элемент выполнен в виде уголкового отражателя,а интерферометр снабжен двумя зеркалами, каждое из которых закреплено на основании по ходу светового пучка перед соответствующим уголковым отражателем.

Изобретение относится к исследованию деформа1у1й оптическими методами. Его цель - повышение точности измерения за счет увеличения оптической разности хода эталонного и рабочего лучей интерферометра. Интерферометр содержит два уголковых отражателя 8 и 9, закрепленных на торцах измерительных штоков 5 и 6. Два зеркала 10 и 13 закреплены напротив соответствующих уголковых отражателей а и 9. Устройство работает следующим образом-. Часть светового излучения от источника 1 идет в рабочее, а другая - в эталонные плечи интерферометра. В рабочем плече интерферометра излучение.падает на уголковый отражатель 8 и после отражения от него с помощью зеркал 10, 11, 12 и 13 направляется на другой уголковый отражатель 9. При деформациях образца 7 изменяется расСЛ стояние между уголковыми отражателями 8 и 9, что вызывает изменение интерференционной картины, регистрируемой фотоприемником 17. 1 ил.