Способ измерения перемещений и деформаций объектов Советский патент 1982 года по МПК G01B11/00 G01B11/16 

(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ОБЪЕКТОВ 1. Изобретение относится к измерителъг ной технике, в частности к оптическим способам измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и деформаций различных объектов. Известен способ измерения перемеще ния и деформаций объектов, заключающий ся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции по схеме с наклонны опорным пучком, освещают ее широким пучком когерентного излучения и фиксируют интерференционную картину, по па раметрам которой вычисляет величины перемещений и деформаций 1 . Измерения указанным способом в слу чае сложных пространственных деформаций и перемещений объекта трудоемки и не точны, так как фиксируемая интерференционная картина несет-в себе всю информацию об изменяющемся по поверхности объекта векторе пространственных перемещений, а раздельное получение интерференционных картин, характеризующих составляющие вектора перемещений в рассматриваемом способе, невозможно. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее широким пучком света -и фиксируют интерференционную карутину, по параметрам которой . вычисляют величину перемещений и деформаций В этом способе невозможно получить интерференционные картины, характеризующие только одну или две составляющие вектора перемещений. Это приводит к большой трудоемкости и неточности расшифровки сложной .интерференцио1шой картины, несущей всю 1шформацию о пространственном векторе перемещений, что, в конечном итоге, усложняет и снижает точность измерения. Цель изобретения - упрощение и повышение точности измерений. 1 оставленная цепь достигается тем, что согласно способу формируют- пучок света, имеющий форму щели, и освещают им голограмму. На чертеже изображена приншшиаль ная схема устройства, реализующего пре лагаемый способ. Устройство содержит последовательно расположенные источник 1 света, рас ширяющий объектив 2, коллимируюи1ую ,шнзу 3, непрозрачныйэкран 4 со сквоз ной щелью и голограмму 5 двойной экспозишга (пунктиром показан контролируемый объект). Способ осуществляют следующим об- разом. Регистрируют голограмму 5 двойной экспсхзишш путем перемещения непрозрачного экрана 4 со сквозной щелью на пути расщиренного объективом 2 и коллимированного линзой 3 излучения, от источншса 1 света формируют пучок света, имеющий форму щели, освещают голо грамму 5 полученным щелевым пучком, фиксируют интерференционную картину, возникающую на восстановленном изображении, которая характеризует только две составляющие вектора перемещений каждой точки исследуемой поверхности, а именно составляющие, лежащие в плоскости щелевого пучка. Вычисление перемещений и деформа- lodt по параметрам такой картины осуществляется значительно проще и точнее . так как процесс измерений разделяется на рад более простых, уменьшается объе вычислений, повышается вычислительная устойчивость разрешающей системы уравнений (за счет уменьшения числа уравнений в системе и улучшения обусловленности матрицы коэффициентов системы алгебраических уравнений) к погрешностям измерений параметров интерференционной картины. По па метрам интерференционной кар тины вычисляют величины перемещений и деформаций. Предлагаемый способ может быть реализован на стандартной голографической установке.СИН с лазером ЛГ-38. На пластинах для голографии типа ПЭ-2 регистрируют голограмму двойной экспо Шши по схеме со встречным опорным пучком, полученную голограмму освещаю пучком света, имеющим форму щели. Это пучок формируют с помощью непрозрачного металлического экрана толп1иной 1мм со сквозной узкой длинной щелью (размеры щели в плане 1 ммх 120 мм). который помещают на пути расширенного микрообъективом (20) и коллимированного линзой (0 2ОО мм) излучения лазера ЛГ-38. Затем фиксируют интерференционную картину, возникающую на восстановленном изображении, по параметрам которой вычисляют величины перемещений и деформаций. Вычисленга проводят в соответствии с ajiropirrivfOM, но не для общего случая, а для случая, когда известна плоскость, в которой расположен вектор перемещений, так как благодаря щелевой форме освещающего пучка фиксируемая интерференционная картина характеризует перемещения исследуемой поверхности; По результатам опытной проверки точность измерения перемещений и деформаций предлагаемым способом на 10-20% выше, чем известным, за счет уменьшения объема вычислений, трудоемкости измерений параметров интерфереционной картины и повьппения вычислительной устойчивости разрешающей системы уравнений к погрешностям измерений параметров интерференционной картины. Кроме того, упрощение измерений, которое достигается в предлагаемом способе за счет разделения процесса измерений на рад более простых операций, приводит к сокращению времени измерений и дополнительному повышению их точности. Формула изобретения Способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее пучком света и фиксируют интерференционную картину, по параметрам которой вычисляют величину перемещений и деформаций, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, формируют пучок света, имеющий форму щели, и освещают им голограмму. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Топографические измерительные системы. - Сб. научных трудов. Под ред. Козачка А. Г. Новосибирск, Наука, 1976, с. 45-46. 2.Материалы VIU Всесоюзной школы по голографии. Л., Наука, 1976, с. 214-218 (прототип).