Лазерный интерферометр для измерения динамических деформаций образцов

 

Изобретение относится к исследованию деформа1у1й оптическими методами . Его цель - повышение точности измерения за счет увеличения оптической разности хода эталонного и рабочего лучей интерферометра. Интерферометр содержит два уголковых отражателя 8 и 9, закрепленных на торцах измерительных штоков 5 и 6. Два зеркала 10 и 13 закреплены напротив соответствующих уголковых отражателей а и 9. Устройство работает следующим образом-. Часть светового излучения от источника 1 идет в рабочее , а другая - в эталонные плечи интерферометра. В рабочем плече интерферометра излучение.падает на уголковый отражатель 8 и после отражения от него с помощью зеркал 10, 11, 12 и 13 направляется на другой уголковый отражатель 9. При деформациях образца 7 изменяется расСЛ стояние между уголковыми отражателями 8 и 9, что вызывает изменение интерференционной картины, регистрируемой фотоприемником 17. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1

„,SU„„12 21

1яп 4 G 01 В 11/16

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2!) 3672215!25-28 (22) 30,11,83 (46) 23,11,86. Бюл, N - 43 (71) Ковровский филиал Владимирского политехнического института (72) А,Н ° Кравец (53) 531.781,2(088.8) (56) Автометрия. АН СССР, Сиб.отд.

1970, Р 2, с. 67-69.

Авторское свидетельство СССР

У 958851, кл. G 01 В ll/161, 1982, (54) ЛАЗЕРНЫЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ДЕФОРМАЦИЙ ОБРАЗЦОВ (57). Изобретение относится к исследованию деформаций опТическими методами. Его цель — повышение точности измерения за счет увеличения оптической разности хода эталонного и рабочего лучей интерферометра.

Интерферометр содержит два уголковых отражателя 8 и 9, закрепленных на торцах измерительных штоков 5 и 6, Два зеркала 10 и 13 закреплены напротив соответствующих уголковых отражателей 8 и 9. Устройство работает следующим образом; Часть светового излучения от источника идет в рабочее, а другая — в эталонные плечи интерферометра. В рабочем плече интерферометра излучение. падает на уголковый отражатель 8 и после отражения от него с помощью зеркал 10, 11, 12 и 13 направляется на другой уголковый отражатель 9. При деформациях образца 7 изменяется расстояние между уголковыми отражателями 8 и 9, что вызывает изменение интерференционной картины, регистрируемой фотоприемником !7, 1 ил, 1272105

Изобретение относится к измерению деформаций оптическими методами, Цель изобретения — повышение точности измерения за счет увели- ения оптической разности хода эталонного и рабочего лучей интерферометра.

На чертеже показана схема лазерного интерферометра для измерения динамических деформаций образцов, Лазерный интерферометр для измере ° ния динамических деформаций содержит основание 1, установленный на нем источник 2 монохроматического излучения и расположенный по ходу светового пучка светоделитель З,зеркало 4, образующее эталонное г>леча интерферометра, два измерительных штока 5 и 6, подпружиненные в осевом направлении, одни торцы которых предназначены для установки на образец 7, два.уголковых отражателя

8 и 9, закрепленные на торпах измерительных t>IToKoB 5 и 6, пять зеркал 10-14,,закрепленные на основании по ходу светового пучка, два из которых 10 и 13 закреплены напротив соответствующих уголковых отра>кателей 8 и 9, образуюших рабочее плечо интерферометра, коллиматор 15, диафрагму 16, фотоприемник 17 и соединенную с ним электронную схему 18 обработки, Устройство работает следующим образом, Световой пучок монохроматичееского излучения от источника 2 направляется на светоделитель 3> где разделяется на две части. Ча< ть излуче-ния направляется на неподвижное зеркало 4, закрепленное на основании > которое образует эталонное плечо ин-терферометра, отражается от него и через коллиматор 15, диафрагму 16 падает на фотоприемник 17, где взаимодействует с другой час гью излучения, которая проходит через светоделитель 3, падает на уголковый отражатель 8., закрепленный на одном измерительном штоке 5, отражается от него, с помощью зеркал 10--!3 направляется на уголковый отража ель

9, закрепленный на торце другого измерительного штока 6 и, о .ра>каясь от зеркала 14, неподвижно закрепленного на основании 1. проходит по тому же оптическому пути обратно от светоделителя 3, отражается от него и через коллиматор 15 и диафрагму 16 попадает на фотоприеыник 17, где вза;

HMo>TeécòâóåT с пучком эталонного излучения и образует интерференционную картину, При динамических деформациях образца 7 изменяется расстояние между

»голковыми отражателями 8 и 9,закрепленными на торцах измерительных штоков 5 и 6, что вызывает движение интерференционной картины на фотоприемнике 17, который регистрирует эти изменения с помощью электронной измерительной схемы -8. Движение недеформированнс>го объекта не вызывает изменения интерференционной картины, так как уголковые отражатели

8 и 9 смещаются и компенсируют смещение друг друга, Предлагаемое устройство испь>ть>вали с применением Не-tie лазера (>>=

=0,63 мкм). Объектом измерения служила труба, в которой резко меняли напор жидкости, Сигналь> фотоприемника регистрировали запоминающим осциллографом„ Оптические пути эталонного и рабочего лучей до начала измерений устанавливали одинаковыми с точностью до 1 мм, Из условия максимума интерференции для предлагаемого устройства лх=4л1=>. 1, где i — порядок интерференции, следует, что

hi=i>!/4, а смена максимума на минимум происходит при Al"=>!/8. Учитывая изменеиие интенсивности в интерференционной полосе, можно измерять деформацию й1==>!/!6=40 нм. При временВ ном разрешении регистрирующей аппаратуры с =10 с можно измерять скорость деформации до V- --- =8 м/с, !! я! =

Частота вибраций объекта, при которой может работать интерферометр, должна быть меньше резонансной частоты колебаний измерительных штоков, определяемой их ма=сой и упругими свойствами пружины (до 1О кГц). Допустимые амплитуды вибрации объекта ограничены длиной =вободного хода измерительных штоков, а максимальная величина измеряемой деформации ограничена длиной когерентности излучения лазера. Для достижения наибольшей видности интерференционной картины эталонный и рабочий лучи должны иметь одинаковую поляризацию и интенсивность.

Формула и з о б р е т е н и я

Лазерный интерферометр для измерения динамических деформаций образСоставитель Б.Евстратов

Редактор Н.Тупица Техред Л.Сердюкова, Корректор М.Демчик

Заказ 6326/36 Тираж 670 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

I, Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 12721 цов, содержащий основание, установленные на нем источник монохроматического излучения и расположенный по ходу светового пучка светоделитель, зеркало, образующее эталонное плечо интерферометра, три зеркала, образующие рабочее плечо интерферометра и неподвижно закрепленные на основании по ходу светового пучка, два подпружиненных в осевом направ- 10 лении измерительных штока, одни торцы которых предназначены для установки на образец, два отражательных эле05 4 мента, закрепленных на других торцах каждого измерительного штока, коллиматор, диафрагму, фотоприемник и соединенную с ним электронную схему обработки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, каждый отражательный элемент выполнен в виде уголкового отражателя,а интерферометр снабжен двумя зеркалами, каждое из которых закреплено на основании по ходу светового пучка перед соответствующим уголковым отражателем.