Способ исследования резонансных частот и форм колебаний объектов Советский патент 1987 года по МПК G01H9/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования колебаний объектов.

Цель изобретения - повышение чувс- твительности путем улучшения условий для идентифизирования областей пучности колебаний на поверхности объекта.

Способ осуществляется следующим об разом.

Неподвижньш объект освещают когерентным излучением. С помощью объектива фокусируют отраженное от объектива излучение в плоскости располо- жения фоторегистрирующей среды и на этой среде с использованием коллики- рованной наклонной опорной волны записывают голограмму сфокусированного изображения объекта. При этом коэффи- диент увеличения сфокусированного изображения выбирают из соотношения

К 19 Л/А

мин

где А - длина волны когерентного излучения; минимально требуемая величина

амплитуды колебаний,

которая задается априорно .исходя из условий исследования колебаний конкретных объектов.

После обработки фоторегистрирующей среды устанавливают полученную голограмму объекта в первоначальное положение. Затем в реальном времени формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота опорной волны, т.е. изменения угла бе падения на голограмму. При этом смете- ма полос возникает как в направлении распространения отраженного от объекта излучения, так и в направлении распространения, опорной волны. В последнем случае интерференция происхо- дит при наложении существующей., но наклонной относительно первоначального положения опорной волны и восстановленной с голограммы с помощью отраженного от объекта излучения опор- ной волны, распространяющейся в первоначальном направлении. Подводят к объекту колебания и, изменяя их частоту, наблюдают в направлении распространения опорной волны интерферен- ционную картину. При появлении резонансных условий амплитуда колебаний объекта возрастет и в. области пучностей колебаний интерференционная кар

5 0

5

0

5 0 45 50 55

тина искажается - снижается контраст или вообще пропадает система несущих . полос в областях пучностей. Таким образом, по моменту искажения интерференционной картины определяют резонансную частоту, а по распределению искажений интерференционной картины на поверхности объекта - резонансную форму колебаний о Благодаря использованию коллимированной опорной волны интерференционная картина, наблюдаемая в направлении распространения опорной волны расположена в области поперечного сечения, совпадающей по форме и пропорциональная по размерам с исследуег-1ым объектом.

Поэтому по местам искажения интерференционной картины можно легко идентифицировать области пучности колебаний на поверхности объекта.

Пример . Отраженное от объекта излучение фокусируют на фото- регистрирующую среду (термопластическая пленка ) с помощью объектива Гелиос-44-2 (f 58 мм) с ко- рффициентом увеличения К 5, который выбирают исходя из величины длины волны используемого излучения (}( 0,5145 мкм) и минимально требуемой в данных исследованиях амплитуде резонансных колебаний 0,01 мкм. Затем на термопластическую пленку записывали голограмму сфокусированного изображения .объекта посредством наклонной коллимированной опорной волны, распространившейся под углом 30 к Нормали плоскости термопластика. После получения голограммы формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота опорной волны на Лс/ 0.,2 . В результате по направлению распространения опорной волны получают интерференционную картину, ограниченную в поперечном сечении контуром подобным с коэффициентом К 5 исследуемой части ультразвукового волновода. Подводят к волноводу ультразвуковые колебания м, изменяя их частоту в .пределах f 20,5-30 кГц, наблюдают в направления распространения опорной волны интерференционную картину. На частотах f, 23,7. кГц и fa 29,4 кГц в интерференционной картине происходят искажения, что свидетельствует о совпадении частоты возбуждаюЕщх колебаний с резонансной частотой волновода. По распределению искажений определяют места пучностей колебаний, т.е. резонансные формы колебаний. Использование известного способа в интервале частот 4f 20,5-30,0 кГц позволяет выявить лишь один резонанс на частоте f, 23,7 кГц. Таким образом способ позволяет повысить чувствительность.

о р м у л а

изобретения

Способ исследования резонансных частот и форм колебаний объектов, заключающийся в том, что записывают голограмму объекта, получают методом реального времени интерференционную картину, объект колеблют с из- feняющeйcя частотой и по изменению

интерференционной картины определяют резонансные частоты и форму колебаний объекта, отличающийся тем, что, с целью повьппения чувствительности, при записи голограммы фокусируют с коэффициентом увеличения К 1 Я/А,, излучение, отраженное от объекта, в плоскость фоторегистрирунг- щей среды (где А - длина волны когерентного излучения, А тин минимально требуемая амплитуда колебаний), при получении интерференционной картины изменяют угол, под которым производят орвещение голограммы опорным кол- лимированным потоком излучения, а изменение интерференционной картины наблюдают в направлении распространения опорной волны.

Изобретение относится к измерительной технике и служит преимущественно для определения резонансных частот и форм колебаний объектов на основе метода голографической интер-. ферометрии. Изобретение позволяет повысить чувствительность, способа за счет улучшения условий идентификации областей пучности. Неподвижный объект освещают когерентным излучением и на фоторегистрир тощей среде получают голограмму сфокусированного увеличенного изображения объекта с коэффициентом увеличения К, определяемым из соотношения К , где - длина волны когерентного излучения, А - IИHимaльнo требуемая амплитуда колебаний. После получения голограммы в реальном времени формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота коллимированной опорной волны, использованной для записи голограммы. Подводят к объекту колебания и, изменяя их частоту в направлении распространения опорной волны, наблюдают интерференционную картину, по искажению которой определяют резонансные частоты и формы колебаний объекта. Х СО сд о ел о сд