Оптический виброметр Советский патент 1982 года по МПК G01H9/00 

(54) ОПТИЧЕСКИЙ ВИБРОМЕТР Изобретемте относится к измеритеп ; ной технике и использоваться для измерения вибраций деталей машин бесконтактнь1ми средствами. Наиболее близким к изобретению потехнической сущности является оптический виброметр, содержащий интерферометр Майкельсона, генератор, вибратор, с которым связано подвижное зеркало интерферометра, входом подключенный к приемнику интерферометра, усилитель и регистраторЩ. Недостатком известного виброметра является недостаточная точность из-за . низкой помехоустойчивости щирокочаототного выходного сигнала. Цель изобретения - повышение точности измерений . Поставленная цель достигается тем, что вибратор снабжен нуль индикатором, соединенным с приемником интерферомет ра, включенными между усилителем и ре гистратором и последовательно связанны ми между собой линией задержки, акустическим излучателем и кюветой с 5прутой средой, установленной -между светоделителем и референтным зеркалом интерферометра, и акустическим приемн ком, а регулятор начальной разности фаз интерферометра выполнен в виде оптически прозрачной кюветы со сжатым воздухом. На чертеже схематически изображен птический виброметр. Оптический. виброметр содержит интерферометр Майкельсона (не показан)7 генератор 1, вибратор 2, с которым связано подвижное зеркало 3 интерферометр ра, 4 интерферометра, входом подключенный к нему усилитель 5 в регистратор 6. Нуль-индикатор 7 соединен с приемником 4 интерферометра. Между усипителол 5 и регистратором 6 вклкь чены последовательно CBsiaaHmje между собой ярния 8 задержки,, акустический яэлучатепь 9, кювета lO с упругой средой, установленная между светоделителем 11 и референтным зеркалом 12 TIH терферрметра и акустический приемник 1 Регулятор начальной разности фаз интерферометра выполнен в виде оптически про ачной кюветы 14 со сжатым воздухом. Виброметр работает следуклцим образом. Излучение лазера 15 интерферсметре направляется светоделителем 11 на ре- ферентное зеркало 12 через кювету 1О |и на подвижное зеркало 3 интерферсмет ра через оптически гфозрачную кювету 1 С генератора 1 подаются колебания на вибратор 2, с которым связано п6движ ное зеркало 3 интерферометра. Отраженные от зеркал 3 и 12 лучи интерферируют аа фотоприемншсе 4. Электрический сигнал с фотощ1иемника 4 пропорционален изменению оптического пути между зеркалами 3 и 12. В первом случае опткчео кий путь тсзменяется за счет колебаний зеркала 3, а во втором - за счет измерения показателя преломления в кювете 10 с упругой средой, например с дистилированной водой. Предварительно регулятором начальной разности фаз интерферометра устанавливают разность фаз, соответствующую линейному участку выходной функцииинтерферометра. Коэффициент усиления усилителя 5 берется таким, чтобы при заданной ш рине кюветы 1О за счет изменения показателя и зеломления ухфугой среды в ней Обеспечить кшшенсацию изменений oi тического пути за счет изменения рассто ВИЯ между подвижным зеркалом 3 инте1 ферометра и светоделителем 11. Компенсация сигнала контролируется нульиндикатором 7. При включении генератора 1 зеркало 3 интерферометра вибрирует, меняя длину оптического пути между зеркалом 3 и светоделителем 11. На выходе приемника 4 интерферометра появляется сигнал, который пройдя усилитель 5, попадает на акустический излучатель 9, представлякм щий собой многослойный пьезокерами ческий преобразователь. Излучатель 9 создает колебания в упругой жидкости кюветы Ю, за счет которых щзоисходит изменение оптического пути между референтным зеркалом 12 и светоделителем 11 интерферометра относительно оптического пути между подвижным зеркалом и светоделителем 11. Указанное изменение контролируется нуль-индикатором 7. Акустический сигнал с излучателя 9, пропорциональный величине вибрации зеркала 3, пройдя упругую среду в кювете 10, улавливается акустическим приемником 13, сигнал с которого анализируется по форме амплитуды и частоте регистратором 6. При высоких частотах вибрации (до нескольких килогерц) начинают сказываться инерционность электроакустической системы обратной связи между усилителем 5 и регистратором 6. В этом случае регулировкой линии 8 аадержки задерживают электрический сигнал с усилителя 5 на акустический излучатель 9 на величину, при которой фазы процессов, взменяюигах оптический путь в обеих плечах интерферометра, совпадают. Использование изобретения обеспечивает повышение точности измерений и расширение амплитудного и частотного диапазонов измерений, что дает возможность повысить качество измерения. Фор м у л а из обр е т е н и я Оптический, виброметр, содержащий инт ферометр Майкельсона. генератор, вибратор, с которым связано подвижное зеркало интерфермлетра, входом подклн. ченнь1Й к йриемнику интерферометра, уси„ j j регистратор, отличающийс я, тем, что, с целью повышения точности измерений он снабжен нуль-индикатором, соединенным с приемником интерферометра, включенными между усилителем и регист ратором и последовательно .связанными между собой линией задержки акустическим излучателем и кюветой с упругой средой, установленной между светоделителем н референтным зеркалом интерферометра , и акустическим приемником, а регулятор начальной разности фаз интерферометра выполнен в виде оптически прозрачной кюветы со сжатым воздухом. Источники информахгаи, принятые во вшманне при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 230434, кл. G,01 Н 9/00 , 1967. (прототип)..