Фотоэлектрический магнитополярископ Советский патент 1976 года по МПК G01B11/16 

1

Изобретение относится к контрольно-испытательной технике, а именно к конструкции фотоэлектрических магнитополярископов

Известен прибор аналогичного назначения содержащий поляризатор, анализатор и сервопривод их синхронного вращения ij. Недостатком этого прибора является невозможность измерения характеристических направлений и отсутствие сервосистем для автоматического регулирювания при работе.

Известен и фотоэлектрический магнитополярископ, состоящий из источника света, поляризатора, электромагнита, фазовой пластинки, модулятора света, анализатора света и фотоумножителя, расположенных последовательно по направлению светового луча, измерителя фототока и серводвигателей, включенных в цепь управления поляризатора, анализатора и фазовой пластинки 2.

При измерениях названный магнитополярископ малоэффективен, так как анализатор в нем автоматически не совмещается с осями выходящего светового эллипса, что существенно замедляет время определения характеристических направлений.

Цель изобретения - увеличить быстродействие определения характеристических направлений в исследуемой модели.

Для этого в предлагаемый мап-штополярископ дополнительно введен блок управления, подключенный выходами к серводвигателям, а входом - к фотоумножителю, и выполненный в виде последовотепько соединенных одного усилителя, фазового детектора, другого усилителя, блока комм1тацик и генератора, подключенного к фазовому детектору,

На чертеже дана блок-схема описываемого магнитополярископа.

Фотоэлектрический магнитополярископ содержит источник 1 света с блоком 2 питания, поляризатор 3, электромагнит 4, блок 5 питания электромагнита, фазовую пластину 6, модулятор 7 света, анализатор 8, объектив 9, окуляр 1О, зеркало 11, фотоумножитель 12, измеритель 13 фототока, блок 14 питания, индикатор 15 скрещенного положения, серводвигатели 16-18 и блок управления. Блок управления выполнен в виде усилителя 19, подключенного входом

к фотоумножителю 12, фазового детектора 2О, генератора 21, источника 22 питания, усилителя 23 и блока 24 коммутации, связанного с серводвигателями 16-18.

Узкий луч монохроматического поляризованного света через отверстие на продольной оси электромагнита 4 и измеряему модель 25 поступает в модулятор 7, питаемый от генератора 21 (фазовая пластина 6 отключена).

Световой эллипс, проходящий через модулятор 7, начинает колебаться по отношеншо к плоскости падения света с частотой, выдаваемой генератором 21. Проходя через анализатор 8, свет модулируется по интенсивности, что вызывает изменение тока на фотоумножителе 12. Если плоскость прохождения анализатора 8 имеет небольшое отклонение от перпендикулярного по отношению к длинной оси падающего на рего светового эллипса, на выходе анализатора в выходном сигнале появляется первая гармо1шческая составляющая, на которую настрое узкополосный усилитель 19. После усиления этого сигнала и сравнения в фазовом детекторе 2 О сигналов генератора 21 и усилителя 19 получается, так называемое, напряжение погрешности, полярность которого показывает направление отклонения. Напряжение погрешности поступает на усилитель 23 и далее через блок 24 коммутации на серводвигатель 18. Серводвигатель, в зависимости от полярности напряжения погрешкости, поворачивает анализатор 8 до тех пор, пока не исчезнет первая гармоническая составляющая сигнала, т. е. до перпендикулярного положения анализатора 8 относительно длинной оси светового эллипса.

При определении характеристических 5апразлеиий напряжение из блока 24 комл.С-тацкй подают на серводвигатель 16. СариодБкгатель поворачивает плоскость поляризации падающего на измеряемую модель 25 света, а автоматика поддерживает анализатор 8 перпендикулярно расположенным выходящему световому эллипсу. С станавливают серводвигатель 16 в тот момент, когда фототок минимальный. Получаемые теперь со шкал поляризатора 3 и анализатора 8 отсчеты и являются характеристическими направлениями в исследуемой точке.

причем разность отсчетов является характеристическим углом. Для измерегшя характеристической разнести фаз в оптическую схему магнитопол5фископа вкючают требуемую фазовую Г1ластину 6 из магазина пластин и далее пользуются уже известными приемами.

Таким образом, благодаря тому, что сервопривод является коммутируемым, т. е. имеется возможность независимого вращения поляризатора, анализатора и фазовой пластинки, магнитополярископ обеспечивает достаточно быстрое определение характеристических направлений и разности фаз, а следовательно значительно сокращает время при исследовании в проходящем свете напряженных состояний, изменяющихся в направлении толщины модели.

Формула изобретения

Фотоэлектрический магнитополярископ, содержащий источник света, поляризатор, электромагнит, фазовую пластинку, модулятор света, анализатор, фотоумножитель, расположенные последовательно по направлению светового луча, измеритель фототока и серводвигатели, включенные в цепь управления поляризатора, анализатора и фазовой пластинки, отличающийс я тем, что, с целью увеличения быстродействия определения характеристических направлений в исследуемой модели, он снажен блоком управления, подключенным выходами к серводвигателям, а входом к фотумножителю, и выполненным в виде последовательно соединенных одного усилителя, фазового детектора, другого усилителя, блока коммутации и генератора, подключенного к фазовому детектору.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

i./FotogPasttcimeter. FMB 56 Aza Fotoefasticmetric Crp. 4fli.

a.Experimentaf Stress Qnafi/sis and 3ts Jnffaence on Design , Proceedings of ih.e Foartti JnternationaP Conference on Experimetttaf Stress flnafysis, Cambridg-e, Engrfand, 19702.