Способ интерференционного определения деформаций Советский патент 1992 года по МПК G01B11/16 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании деформированного состояния конструкций методом спекл-интерферо- метрии.

Цель изобретения - расширение диапазона измерений.

На фиг. 1 изображена оптическая схема для записи спекл-интерферограмм и наблюдения субъективных спеклов; на фиг. 2 - схема для оптической фильтрации спекл-интерферограммы.

На оптической схеме показаны когерентное излучение 1, освещающее поверхность объекта 2, устройство 4 сдвига изображений, объектив 3. плоскость 5, в которой при записи слекл-интерферограммы располагается фоточувствительный слой регистратора, а при наблюдении субъективных спеклов

располагается плоскость фокусировки микроскопа 6, Схема оптической фильтрации спекл-интерферограммы 8 включает непрозрачный экран 9 с отверстием и сходящийся пучок 7 света.

Способ осуществляют следующим образом (фиг.1).

Излучение 1 лазера, рассеянное поверхностью объекта 2, проходит через устройство 4 сдвига изображений и объектив 3 и попадает в точку плоскости 5, в которой располагается светочувствительный слой фотопластинки. При деформировании поверхности объекта 2 фазы световых лучей, попадающих в точку плоскости 5, изменяются пропорционально линейной комбинации перемещений и деформации поверхности объекта 2 и на той же фотопластинке повторно записывают спекл-интерферог sl

о ел

3

рамму. После фотохимической обработки фотопластинки производится оптическая фильтрация пространственных частот спекл-интерферограммы по схеме, показанной на фиг. 2. Сходящийся пучок 7 света освещает спекл-интерферограмму 8 и задерживается непрозрачным экраном 9 с отверстием, который размещен в частотной плоскости. Дифрагированное на спекл-ин- терферограмме 8 излучение проходит через отверстие в экране 9 и образует изображение объекта 2, покрытое интерференционными полосами, которые описываются следующим уравнением

n A auu 4- avv + 8wW+

+ Д8(,$§ + Ч.), (1)

где , ±0,5;± 1; ±1,5;... - порядок интерференционной полосы в картине;

u,v,w - перемещения вдоль осей координат;

А- длина волны излучения лазера; AS- сдвиг изображений; au.av.aw..auV . коэффициенты чувствительности интерферометра. Затем определяют порядки полос в артине и из системы уравнений (1) рассчитывают перемещения и деформации поверхности объекта 2.

Для определения знака и величины порядка полосы в выбранной точке картины осуществляют повторное нагружение объекта 2 и одновременно наблюдают картину субъективных спеклов с помощью микроскопа 6, сфокусированного на соответствующую точку плоскости 5 регистрации спекл-интерферограммы. При этом для определения знака порядка фиксируют направление смещения субъективных спеклов в процессе повторного нагружения объекта. Если направление составляющей смещения спеклов совпадаете направлением соответствующей координатной оси, то порядок полосы является положительным, и наоборот.

Для определения величины порядка полосы измеряют величину смещения спеклов вдоль соответствующей координатной оси,

по которой рассчитывают порядок полосы с помощью следующей зависимости

П d rmaxc/A/L,

(2)

где d - смещение спеклов:

гтахс - радиус дифракционного ореола, возникающего при фильтрации спекл-интерферограммы;

А - длина волны света при оптической фильтрации;

расстояние между спекл-интерфе- рограммой 8 и экраном 9.

Порядок полосы при других значениях радиуса фильтрации определяется путем подсчета числа полос Дп , проходящих через точку плоскости 5 при изменении радиуса от Гтахс до требуемого значения

20

П (г)П (Гтахс) - А П

(3)

Формула изобретения

1. Способ интерференционного определения деформаций, заключающийся в том.

что освещают объект когерентным излучением, записывают на фотопластинке спекл- интерферогрэмму объекта, осуществляют нагружение объекта, восстанавливают полученную двухэкспозиционную спеклинтерферограмму до получения картины интерференционных полос, определяют порядок и знак полос и по полученным данным рассчитывают деформацию объекта, отличающийся тем, что, с целью расширения

диапазона измерений, для определения знака деформации после записи спекл-интерферограммы вновь осуществляют нагружение объекта и одновременно наблюдают картину субъективных спеклов в плоскости

записи спекл-интерферограммы и по ее изменению в процессе нагружения судят о знаке интерференционных полос.

2. Способ по п.1,отличающийся

тем, что при наблюдении картины субьективных спеклов фиксируют направление

смещения спеклов на выделенном участке

поверхности объекта.

3. Способ по п.1,отличающийся тем, что измеряют величину смещения спек- лов на выделенном участке поверхности объекта.

фцг1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при исследовании деформированного состояния конструкций методом спекл-интерферо- метрии. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Освещают объект когерентным излучением, записывают спекл-интерферограмму объекта, после нагружения объекта вновь на ту же фотопластинку записывают спекл-интерферограмму объекта, восстанавливают полученную двух- экспозиционную спекл-интерферограмму и регистрируют картину интерференционных полос. После этого вновь осуществляют на- гружение объекта и одновременно наблюдают картину субъективных спеклов в плоскости записи спекл-интерферограммы, и по ее изменению в процессе нагружения судят о порядке интерференционных полос. При наблюдении картины спеклов может фиксироваться как направление смещения спеклов на выделенном участке, так и величина этого смещения, Затем по интерференционной картине с учетом определения порядков полос рассчитывают деформацию объекта. 2 з.п. ф-лы. 2 ил. ел

фиг.2

Составитель В.Климова Редактор М.Кобылянская Техред М.Моргентал

Корректор М.Демчик