Устройство для измерения деформаций тонкостенных цилиндрических оболочек Советский патент 1979 года по МПК G01B11/16 

1

Изобретение относится к области измере ния деформаций твердых тел оптическими методами.

Известно устройство для измерения деформации криволикейны.х поверхностей, в частности цилиндрических, содер.жащее осветительное устройств.-), нанесенную на деформируемый объект сетку, оптическую систему, нроектирующук; эту сетку в плоскость эталонной сетки сравнения, и регистрирующий прибор, фиксирующий относительное смешение сеток в нронессе деформации 1).

При мал1)1Х деформап.иях это устройство требует очень точного и и.аентичного из1отовлеНКИ i;C-rO;, :1рОе; Т1 ру:О1иеЙ О Г1ИКИ

для исследования труднодоступных для наблюдения ао11Срхностей. При исследовании быстропро гехакяних процсч;сов, например при магнии ио-импульсном нагружении. возникают чрудиосги Hi)H выборе HCTCJHника сйС а ii рчгист5)иру;о;яей аппарат ры, что связано с низкими отражательными характеристиками незеркальных поверхностей. Известно устройс1во для измерения деформаций тонкостенных цилнндрически.х

оболочек, содержащее носледоватепько размещенные вдоль оптической оси источник света, коллимирующий объектив, формирующую диафрагму в виде пластины с прямоугольной щелью и фотоумножитель 2.

Однако известное устройство позволяет исследовать деформацию лищь в каком-либо одном нродольном сечении. Кроме того, используемый в этом устройстве способ просветки исследуемого зазора и регистрации прошед него диафрагмируемого светового потока дает возможность измерять только деформацию торца цилиндрической оболочки, обращенного навстречу подсветке, или величину, близкую к ней, и не устраняет нросвечивания внутренней нолости оболочки, так как образование малейшего конуса при

5 возрастании величины деформации по наГ:равлеиию к центра,пьному сечению оболочки:, которое обычно имеет место, приводит к косому отражению световых лучей под очень .малыми углами и про.хождению света Б фотоэлектрический канал. В результате этого регистрируется не макси.мальная дефор.мация цилиндрической оболочки в центральном сечении, а величина, близкая к минимальной деформации ее торца.

Целью изобретения является повышение точности измерения деформаций.

Для этого формирующая диафрагма выполнена в виде кольцевой пластины и расположенной концентрично внутри нее дисковой пластины, устройство снабжено собираюп 1им объективом и дополнительной диафрагмой, выполненной в виде кольцевой пластины, которые размещены между формиру О1цей диафрагмой и фотоумножителем.

На чертеже изображена исследуемая модеоТь в разрезе и оптическая схема измерения.

Устройство содержит последовательно размешенные вдоль оптической оси точечный источник света 1, коллимирующий объектив 2, формирующую диафрагму, выполненную в виде кольцевой пластины 3 и расположенной копцентрично внутри нее дисковой пластины 4. Устройство содержит также оптическое окно 5, оболочку 6, собирающий объектив 7, дополнительную диафрагму 8, выполненную в виде кольцевой пластины, объектив 9 и фотоумножитель 10.

Точечный источник света 1, которым может быть промежуточное изображение кагп1ллярного разряда или выходного зрачка лазера на диафрагме мало1о размера, расноложен в фокусе коллимирующего объектива 2. Из параллельного пучка света, выходяплего из объектива, с по.моп1ью кольцевой пластипы 3 и расположенной концентрично внутри нее дисковой пластины 4 вырезается зкий параллельный пучок кольцевого сечения. Пройдя через оптическое окно 5 из оргстекла, пучок света проходит через внутреннюю полость оболочки 6. Свет, прощедший внутреннюю полость оболочки 6, собирается собирающим объективом 7 с фокусным расстоянием, близким к фокусному расстоянию объектива 2. За объективом 7 в его фокальной плоскости располагается дополнительная диафрагма 8, отсекающая все световые лучи, отраженные от внутренней

поверхности оболочки, а также дифрагированные, на пути до собирающего объектива. Максимальный размер диафрагмы выбирается в зависимости от степени неравномерности деформации по длине оболочки, обуславливающей отражение лучей от внутренней поверхности, и величины результирующего зазора, определяющего дифракционное искажение промежуточного изображения источника света. После диафрагмы 8 свет направляется с помощью объектива 9 на

фотоумножитель 10.

Измерение усредненной по периметру оболочки деформации в несколько раз снижает трудоемкость и повышает точность из.мерений, что очень важно при проведении длительных испытаний.

Формула изобретения

Устройство для измерения деформаций тонкостенных цилиндрических оболочек, содержащее последовательно размещенные вдоль оптической оси источник света, коллимирующий объектив, формирующую диафрагму и фотоумножитель, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, формирующая диафрагма выполнена в виде кольцевой пластины и расположенной концентрично внутри нее дисковой пластины устройство снабжено собирающим объективом и дополнительной диафрагмой, выполненной в виде кольцевой пластины, которые размещены между формирующей диафрагмой и фотоумножителем.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 567945, кл. G 01 В 11/16. 1977.

2.Епечурин В. П., Петров В. М.., Измерение перемещений металлов в процессе магнитно-импульсной обработки, ПТЭ, № 1, 1972, с. 181 (прототип).