Голографическое устройство для измерения деформаций изделий Советский патент 1977 года по МПК G01B11/16 G02B27/00 

(54) ГОЛОГРАФИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ИЗДЕЛИЙ

1

Изобретение относнтся к оптической технике измерення деформаций деталей ма шин в конструкций.

Известно топографическое устройство дл намерения деформаций изделий, содержащее последовательно расположенные оптический квантовый генератор, фотозатвор, оптическую систему, формирующую опорный и параллельный опорный пучки, регистрирующий слой и наблюдательную систему (1.

Недостаток извест5юго устройства со стоит в том,что получаемая ннтерференцио иая картина содержит информацию как о правильной деформации изделия в результате геометрически подобного изменения его формы, так но неправильной деформации, вызванной- локальными дефектами изделия.

Наиболее близким по технической Сущности к предложенному изобр1 ению

является голографическое устройство для измерения деформаций изделий, содержащее последовательно распо;|ожанные оптический, квантовый генератор, фотозатвор, оптическую систему, формирующую опорный и сфе.рический предмэтный пучки, рогистрирук щий слой и наблюдательную систпму (2J. Недостатком этого устройства также

является ПОВЫСОКОЯ ТОЧИОСГЬ ОИрСДС)Л&ния неправильных деформаций из-за одковр менной регистрациикартины правильных к неправильных деформаций иэдолня,

Цель изобретения - повышение точности определения деформаций от дофектов иссло дуемых изделий, нредставляющих собой тепа вращения, путем компенсации ш менения фазы предметного пучка, вызванного правильной деформацией i изделия.

Поставленная цель достигается том, что устройство снабжено зеркалом в ьиде Tejia вращения с отражающим BiiyTpejiiraM илн внещним покрытием, ось которого совпадает с медиатрисой соединительной линии можду центром падающего на изделие сферического пучка и входным зрачком наблюдательной системы. Образующая зеркала ьыпоштнв так, чтобы изображение образующей исследуемого изделие находилось на эллипсе с фокусами, совпадающими с центром |федмер ного пучка и положением входного зрачка .наблюдательной системы. На фиг. 1 показана схема предложенного топографического устройства;; на фиг, 2 схема формирования голографического иэоб .ражения. Устройство содержит последовательно расположеш{ые оптический квантовый генератор (ОКГ) 1, фотоаатвор 2, оптическую схему 3, формирующую опорный а ji пред метный в пучки, зеркало 4 в виде тела вращения с отражающим внутренним или внешним покрытием, регистрирующий слой 5 не прозрачной подложке 6 и наблюдатель ную систему 7, . Оптическая схема 3 выполнена я виде светорасщепителя, в оптическом. канале опорного пучка а которого последователь но расположены плоское зеркало 8, систем линз 0 и 10 и плоское зеркало 11, а в оптическом канале предметного пучка в об1 9хтив 12, отклоняющее плоское зеркало 13 н сферическое зеркало 14 с отражающи покрытием. Зеркало 4 расположено таким образом, что/ его ось совпадала с медиатрисой 15 сосдшштелыюй /шпии 16 между центром 17 падающего на изделие сферического пучка и зрачком наблюдательной системы 7, а образующая зеркала 4-твким образом, чтобы иАображение 18 образующей 18 исследуемого изде лия 19 находилось ид эллипсе 20 с фокуса совпадающими с центром 17 1федметного пучка и положением входного зрачка наблюдательной системы 7. . Устройство работа&т следующим образом Излучение ОКГ 1, проходя через фотозатвор 2, попадает в светорасщепитель, форм1фующий опорный а и предметный б, пучки. Опорный пучок а,- отразившись от плоского зеркала 8, расш1фяется линзовой скотемой 9, 10, формирующей параллельный или сферический пучок света, который, отразившись от зеркала. 11, попадает на регистрирующий слой 5. Предметный пучок в расширяется объективом 12, отклоняется зеркалом 13 и освещает через сферическое зеркало 14 изделие 19. Отраженное изделием 19 излучение направляется зеркалом 4, формирующим изображения 18 и 21 точек 18 и 21 образующей исследуемого изделия 19 на эллипсе 20, на рэгистрируюший слой 5. На этом Слое предметный в и опорный а пучкн формируют голограмму изделия 19, Время освещения регистрирующего слоя 5 регулируется с помощью фотозатвора. Устройство может работать в режиме реального масштаба времени и в режиме двойной экспозиции. Восстанов/ieHHoe нзобра жение изделия 19 с интерференционными полбсами на нем, характеризующими деформацию изделия, попадает в наблюдательную систему 7, Зерк|ло 4 формирует изображение . ЛИЯ 19 так, что оптическая длина пути пучеА Ь|, Ь} и.1)2, Ь|| одинакова. При нагруже1ШИ объекта неправильные деформации приведут к изменению оптической длины пути этих лучей в месте расположения дефекта на изделии,.и возникнет интерференционная картина на восстановленном изображении изделия в месте локализации дефекта. Зеркало 4 компенсирует изменение фазы предметного пучка, вызванное правильной деформацией изделия, при этом повыщается точность определения деформаций от дефектов исследуемых изделий, представляюших собой тела вращения. . Изобретение может быть использовано для дефектоскопии изделий, представлЛооцщх ,собой тела вращения, например металлических ОТЛИВОК или шин. ормула изобретения Голографическое устройство для измерени деформаций изделий, содержащее последовательно расположенные оптический квантовый генератор, фотозатвор, оптическую схему, формирующую опорный и сферический предметный пучки, регистрирующий слой и наблюдательную систему, о т дичаюшеес я тем, что, с целью повышения точности определения деформаций от дефектов исследуемых изделий, представляющих собой тела вращения, путем компенсации изменения фазы предметного пучка, вызванного правильной деформацией изделия, оно снабжено зеркалом в виде тела вращения с отражах щим внутренним или внешним покрытием, ось которого совпадает с медиатрисой соединителыюй линии между центром падающего на изделие сферического пучка и входным зрачком наблюдательной системы, а образующая зеркала выполнена так, чтобы изо& ражение образующей исследуемого изделия, находилось на эллипсе с фокусами, совп дающими с центром предметного пучка и положением входного зрачка наблюдательной системы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: ,ТЬе En incermgl Uses of Но о гчзрИу. d. Ъу E.R. Robertson «nd 3i;AA.Hapv«4. Univer&ituIVexs. 6atnMd W0,p.259 .v w, 2. Методы нёразру|цающих испытаний , под ред. Н. Шарпа, М.,Мкр, 1972, стр. 178-1вв.