Способ измерения скорости механических колебаний Советский патент 1988 года по МПК G01B21/00 

О

„

Изобретение относится к измерителной технике и может быть использовано для измерения параметров вибраций и малых перемещений.

Целью изобретения являемся расши- рение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости механических колебаний диф- фузионно-отражающего объекта.

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ измерения скорости механических колебаний.

Устройство, реализзгющее способ, содержит оптически связанные источник 1 когерентного излучения, первый 2 и второй 3 светоделители, линзу 4, расположенную на фокусном расстояний от объекта S, зеркало,6, расположенное по ходу излучения, отраженного первым светоделителем 2 под углом 45 к направлению излучения, расширитель 7 пучка, расположенный до ходу излучения, отраженного зеркалом 6, третий светоделитель 8, служащий для формирования интерференционной картины, первый 9 и второй 10 фотоприемники, расположенные в поле интеференционной картины на расстоянии R один от другого, большем диаметра d пучка измерительного излучения в плоскости линзы 4 в 2 раза, первый

11и второй 12 усилители, входы которых связаны соответственно с выхо- дами первого 9 и второго 10 фотопри- емников, первый 13 и второй 14 преобразователи частота - напряжение, входы которых связаны соответственно с выходами первого 11 и второго

12усилителей, первый сумматор 15, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходами первого 1 3 и второго 14 цреобразователей, схему 16 вычитания, первьш и второй входы которой связаны соответственно с выходами первого 13 и второго

14 преобразователей, последовательно связанные схема 17 выделения абсолютной величины сигнала, вход которой связан с выходом схемы 16 вычи тания, второй сумматор 18, второй вход которого связан с выходом сумматора 15, и блок 19 индикации.

Предлагаемый бпособ осуществляют следующим образом.

Делят пучок когерентного излучения источника 1 на опорное и измерительное с помощью первого светоделителя 2, направляют измерительное из

10

15

20

25

30

35

-сп

40

45

55

2012

лучение с помощью линзы 4 на объект 5, получают интерференцию опорного излучения, отраженного зеркалом 6 и прошедшего расширитель 7, и измерительного излучения, отраженного объектом 5, с помощью второго и третьего светоделителей 3 и 8, преобразуют интенсивность участка интерференционной картины в первый электрический сигнал с помощью фотоприемника 9. Вьщеляют первый сигнал с до- .плеровской частотой. Преобразз от интенсивность другого участка интерференционной картины во второй Электрический сигнал с помощью фотоприемника 10. При этом размещают фотоприемники 9 и 10 на расстоянии друг от друга большем, чем средний размер спектров для того, чтобы первьй и второй электрические сигналы были некоррелированы, а именно R 2(1. Выделяют второй сигнал с доплеровс- кой частотой. Определяют сумму абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов. Выходные сигналы и и U2 первого 13 и второго 14 преобразователей частота - напряжение прямо пропорциональны абсолютным величинам доплеровских частот

fDi« fD2

U,klfnJ, U -k|fi,|,

где k - крутизна характеристики пер-, вого и- второго преобразователей частота - напряжение.

1. .

Выходной сигнал первого сумматора 15 равен

,+U,k()kfj,.

Затем определяют разность абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов. Выходной сигнал схемы 16 вычитания равен

VUi-U2-k(|f,)-kf.

Бьщеляют абсолютную величину разности абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов. Сигнал на выходе схемы 17 выделения- абсолютной величины сигнала равен

Чр| |%р

Затем определяют сумму абсолютной величины разности абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов и суммы абсолютных величин доплеровских частот первого и

3

второго сигналов. Сигнал на выходе второго сумматора 18 равен

.

откуда .

Определяют скорость механических колебаний объекта 5, исходя из формулы

Л7.-Д

е d. - сумма абсолютной яеличины

разности абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов и сумма абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов; , . Д - длина волны когерентного излучения .

ормула изобретения

1201. 4

вого участка интерференцяонной картины в электрический сигнал, выделяют первый сигнал с дпплеровской частотой, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, преобразуют интенсивность второго участка интерференционной картины в электрический сигнал, вы1Q деляют второй сигнал с доплеровской частотой, определяют сумму абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналовj определяют разность абсолютных величин доплеров15 ских частот первого и второго сигналов, Определяют сумму абсолютной величины разности абсолютных величин . доплеровских частот первого и второго сигналов и суммы абсолютных вели20 .чин доплеровских частот первого и второго сигналов и определяют скорость i механических колебаний по формуле

Изобретение относится к измерительной технике. Цельи изобретения является расширение области применения за счет обеспечения возможности измерения скорости механических колебаний диффузно-отражающего объекта. Способ излучения скорости механических колебаний заключается в том, что формируют опорный и измерительный пучки из пучка когерентного излучения лазера 1, измерительный пучок направляют на объект 5, принимают отраженный, от объекта 5 пучок и получают интерференционную картину при интерферен-. ции опорного пучка и отраженного измерительного пучка, преобразуют интенсивность первого и второго участков интерференционной картины в- электрический сигнал с помощью фотоприемников 9, 10, выделяют первый и второй сигналы с доплеровской частотой и определяют скорость 6 механических колебаний по формуле 6 d.j - А/4, где сумма абсолютной величины разности абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов и суммы абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов, А - длина волны когерентного излучения. 1 ил. i (Л

Способ измерения скорости механических колебаний, заклк1чающийся в том, что делят пучок когерентного излучения на. опорный и измерительный пучки, направляют измерительный пучок на контролируемый объект принимают отраженный от объекта измеритель ный пучок, получают интерференционную картину при интерференции опорного пучка и отраженного измерительного пучка, преобразуют интенсивность пер; б 5|де d - сумма абсолютной величины

разности абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов и суммы абсолютных величин доплеровских частот первого и второго сигналов;

Д - длина волны когерентного излучения .