Голографическое устройство для регистрации вибраций в режиме реального времени Советский патент 1990 года по МПК G01B9/27 G03H1/04 

Изобретение относится к гологра- фической виброметрии и может быть использовано для регистрац11и ультразвуковых вибраций объектов, которые испытывают в процессе регистрации случайные деформации и смещения.

Целью изобретения является расши- .рение диапазона частот регистриуемых вибраций и повышение помехоустойчивости по отношению к деформациям и смещениям объекта за счет сокращения времени стирания голограмм.

Применяют любой источник света в указанном диапазоне длин волн, спо- .

собный создать таклпо освешенность па поверхности фоточувствительного эле- мента, которая ускоряет в необходимое число раз время стирания голограмм. Эта освещенность определяется из графика зависимости времени перезаписи голограмм от осве денности в указанном диапазоне дпмн золн света.

Материал фотсчувствительного элемента представляет собой обрат 1Мый фотохромнь:й 1- материал (ФЖ) , содер- жащчк пошамерное связ;/ сшее - метил- цшиюлозу (МШ 54,7-80,5, мод5-1ф щи- рующуга х11мическую дое-явку - полнэти31473563

ленимин (ПЭИ) 19,5-4553% и фотохром- ное соединение - светочувствительный белок бактериородопсин (БР) 7,6-12,0%.

Фоточувствительный элемент может быть вылолнен в виде лленки, лластин- ки и т.п.

На фиг. 1 показана схема устройст

за, на фиг. 2 приведена зависимость времени перезаписи голограмм С от интенсивности света Е в диапазоне длин волн 400-420 нм.

Устройство содержит, лазер 1 (например, серийный лазер ЛГ 52-2), делитель 2 излучаемого им пучка света, (светоделительную пласткнку), фоточувствительный элемент 3, выполненный, например, из ФХМ состава,%: МЦ 61,7. ПЭИ 28,4, БР 9,9, прибор 4 для регистрации интенсивности объектного Пучка, источник 5 света в диапазоне длин волн 400-420 нм.

Устройство работает следуюпшм образом.

Созданный лазером 1 пучок света расщепляется делителем 2 на два пучка так; что один из них (обьектный пучок) отклоняется и попадает на объект измерений, а второй (опорный пучок) попадает прямо .на фоточувст- вительныр элемент 3 и, интерферируя с отразившимся от объекта пучком, записывает в фоточувствительном элементе фазовую голограмму. При этом фазовая модуляция объектного пучка, приобретенная вследствие отражения от вибрирующей поверхности объекта, преобразуется в модуляцию его интенсивности, которая и регистрируется прибором 4 для регистрации интенсивности объектного пучка.

Механизм записи голограмм в. используемом ФХМ следующий. При поглощении света содержащиеся в материале молекулы бактериородопсина переходят- в др гую форму с полосой поглощения, смещенной относительно исходной (460- 700 нм), в диапазоне длин волн 400- 420 ны. Восприимчивость молекул меняется, вследствие чего записывается фазовая голограмма. Через определенное время молекулы бактериородопсина переходят в исходную форму, что делает запись обратимой. Бремя перехода в отсутствие освещения в диапазоне длин волн 400-420 нм определяется свойствами полимерного связующего и, температурой. При непрерывном освещении фоточувствительного эле

0

5

0

мента 3 источником 5 света переход молекул бактериородопсина в исходную форму ускоряется, при этом полное время записи и стирания голограмм при подходящей мощности источника света может достигать 50 мкс. Требуемую мощность источника света можно определить по графику фиг.2.

Устройство обеспечивает за счет ускорения стирания голограмм повышение помехоустойчивости по отношению к деформациям и смещениям объекта, происходящим за время 5-10 мкс и больше. Повышение помехоустойчивости позволяет расширить область применения голографической виброметрии, в частности дает возможность контроля вибраций объектов вне специаль- ных лабораторных условий, например объектов, являющихся элементами машин и конструкций в рабочем состояний.

0

зсп

5

0

5

5 Ф о р

мула изобретения

1.Топографическое устройство для регистрации вибраций в режиме реального времени, содержащее оптически связанные лазер, делитель пучка света, опорный и объектный каналы и обратимый фоточувствительный элемент, установленный в области пересечения опорного и объектного каналов, а также прибор для регистрации интенсивности объектного пучка, установленный в оптическом канале после фоточувствительного элемента, отличающ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона частот .регистрируемых вибраций и повышения помехоустойчивости по отношению к деформациям и смещениям объекта за счет сокращения времени стирания голограмм, оно дополнительно снабжено источником све- . та в диапазоне длин волн 400-420 нм, оптически связанным с фоточувствительным элементом, причем последний выполнен из полимерного материала, содержащего в своем составе светочувствительный природный ретиналь-бел- ковый комплекс, выделяемый из пурпурных мембран бактерий H.halabium (бактериородопсин) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Ретиналь-белковый комплекс. 7.,6-12,0

Полимерное связуюшее 88,0-92,4

2.Устройство по п. 1, отличаю щ е е с я тем, что полимерное

51473563

связующее используют при следующемМетилцеллюлоза

соотношении компонентов, мас.%:

Полиэтиленимин

54,7-80,5 19,5-45,3

Изобретение относится к гологра фической виброметрии и может быть использовано для регистра1тии ультразвуковых вибраций объектов, которые испытывают в процессе регистрации случайные деформац1-ш и смешения . иелью. изобретения является расширение диапазона частот регистриуемых вибраций и повыше1Ф е помехоустойчивости по отношению к деформациям и смеи;енияу объекта за счет сокращения времени стираш-ш голограг-м. Устройство содержит лазер с делителем излучаемого нм пучка скета, фоточувствитель - ЫЙ элемент, установленный в области Пересе- четщя опорного к объектного пучков, и прибор для регистрации инт;нс 1вно- сти объектного пучка. Дополнительно имеется пс оч-тк скета в диапазоне длин вол-г АОС-чЮ км, направлений на фоточувствнтельный элемент, :три-- чем поапедкнй вып.олнен из полимерного материала определенного coc-i aBa. 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

т-г

1111г

0.20,6 0,8 1,0

/г Вт/ 2 г /см

Фиг. 2

Фиг. 1

Оч

т-г