Спекл-интерферометр и способ его настройки

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения перемещений точек поверхности деформируемых непрозрачных объектов . Целью изобретения является повышение точности измерения перемещений в плоскости объектов с криволинейным рельефом поверхности за счет пространственно-дискретного формирования изображения Излучение от лазера 1 освещает объект, укрепленный в держателе 3. Отраженное излучение попадает на входной торец жгута 4 R-граданов, форма которого совпадает с формой поверхности объекта. Благодаря такой форме торца на выходе жгута 4 формируется изображение объекта на поверхности, имеющей форму поверхности объекта. В эту поверхность размещается регистрирующая среда 5. на которую регистрируется двухэкспозиционная спекл-фотография После этого двухэкспозиционная спекл-фотография освещается и фиксируются прямолинейные интерференционные полосы Юнга, по которым измеряется перемещение объекта. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 В 9/021, 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

М

l (21) 4650606/428 (22) 13.02.89 (46) 15.01.91. Бюл. ¹ 2 (71) Научно-производственное объединение

"Сибирский государственный научно-исследовательский институт метрологии" (72) Ю.А.Ракушин (53) 531.715. 1(088. 8) (56) Применение спекл-интерферометрии для контроля качества промышленнь1х изделий. Методические указания, Горький: ВНИИНМАШ, 1980, с. 153. (54) СПЕКЛ-ИНТЕРФЕРОМЕТР И СПОСОБ

ЕГО НАСТРОЙКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения перемещений точек поверхности деформируемых непрозрачных объектов. Целью изобретения является. Ж,, 1620819 Al повышение точности измерения перемещений в плоскости объектов с криволинейным рельефом поверхности за счет пространственно-дискретного формирования изображения, Излучение от лазера 1 освещает объект, укрепленный в держателе 3, Отраженное излучение попадает на входной торец жгута 4 R-граданов, форма которого совпадает с формой поверхности обьекта.

Благодаря такой форме торца на выходе жгута 4 формируется изображение объекта на поверхности, имеющей форму поверхности объекта. В эту поверхность размещается регистрирующая среда 5. на которую регистрируется двухэкспозиционная спекл-фотография. После этого двухэкспозиционная спекл-фотография освещается и фиксируются прямолинейные интерференционные полосы Юнга, по которым измеряется перемещение объекта. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.

1620819

Изобретение относится к измеритель ной технике, а именно к когерентно-оптическим средствам измерений, и может быть использовано при бесконтактном контроле перемещений точек деформируемых непрозрачных объектов при испытаниях элементов конструкций.

Целью изобретения является повышение точности измерения перемещений в плоскости объектов с криволинейным рельефом за счет пространственно-дискретного формирования изображения, На чертеже приведена функциональная оптическая схема устройства, Спекл-интерферометр содержит лазер

1, расширитель 2 когерентного излучения, держатель 3 исследуемого объекта, жгут 4 уложенных в блок R-граданов с возможностью их осевого перемещения, регистрирующий материал 5, выполненный с возможностью изменения кривизны своей поверхности адекватно поверхности исследуемого обьекта с помощью юстировочного блока 6.

Спекл-интерферометр работает следующим образом.

Излучение от лазера 1 проходит через расширитель 2 когерентного излучения и падает на исследуемый обьект, закрепленный в держателе 3. Рассеянное рельефом обьекта лазерное излучение попадает на входной торец жгута 4 R-градэнов, который имеет форму рельефа поверхности объекта за счет взаимного перемещения граданов вдоль их оси. Поскольку каждый градан передает изображение находящейся в пределах его аппаратуры части объекта, а расстояния от торцов граданов до отображаемых ими частей объекта одинаковы, то поверхность изображения имеет ту же форму, что и поверхность объекта, и локализована на определенном расстоянии от выходного торца жгута 4, зависящим ст параметров используемых грэданов.

Таким образом, жгут 4 R-граданов осуществляет кусочно-непрерывное преобразование поверхности объекта в его полностью сфокусированное изображение.

Сформированная жгутом 4 поверхность изображения совпадает с поверхностью регистрирующего материала 5, форма которой аналогична рельефу исследуемого объекта. что обеспечивается с помощью юстировочного блока 6..

При исследовании деформированного состояния объекта его дважды фотографируют соответственно до и после нагружения на один и тот же регистрирующий материал

5, в результате чего и записывается двухзк. спозиционная спекл-фотография, 55 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений в плоскости объектов с криволинейной поверхностью, изменение ориентации системы формирования изображения осуществляют взаимным перемещением граданов вдоль

После обработки регистрирующего материала 5 с полученной на нем спекл-фотографией, развернутой в плоскость, считывают интерферограмму путем пропу-, скания нерасширенного лазерного пучка через нее в выбранном участке изображения.

По измерению шага полос Юнга в интерферограмме определяют перемещения в плоскости объекта.

Система формирования и регистрации изображения спекл-интерферометра жгут 4

R-граданов и регистрирующий материал 5 с юстировочным устройством 6 позволяют так адаптироваться к исследуемому обьекту, что независимо от его рельефа регистрируется сфокусированное однородное изображение, устраняющее воэможность внесения искажений на стадии записи спекл-фотографии из-за кривизны объекта, а следовательно, и в картинах полос Юнга, восстанавливаемых со спекл-фотографии на стадии ее расшифровки. Это обусловливает гарантированное получение интерферограмм с прямыми равностоящими, высококонтрастными полосами Юнга, по шагу которых определяя..-, перемещение в плоскости объекта с существенно большей точностью, чем у прглотипа.

Формула изобретения

1. Спекл-интерферометр, содержащий лазер и расположенные по ходу излучения лазера расширитель пучка, держатель объекта, систему формирования изображения и регистрирующий материал, нанесенный на подложку, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения перемещений в плоскости объектов с криволинейной поверхностью, система формирования изображения выполнена в виде блока К-граданов, имеющих одинаковые оптические и геометрические характеристики и регулярно уложенных в жгуте с возможностью взаимного перемещения вдоль их оптической оси.

2, Способ настройки спекл-интерферометра по и, 1. заключающийся в том, что устанавливают по ходу отраженного от объекта излучения систему формирования изображения, изменяют ориентацию системы формирования изображения относительно поверхности обьекта и размещают регистрирующий материал в плоскости резкого изображения поверхности объекта, о т л и1620819

Составитель В.Бахтина

Редактор Н.Горват Техред М.Моргентал Корректор Т.Малец

Заказ 4237 Тираж Ч Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул,Гагарина. 101 их оси до совпадения формы поверхности входного торца жгута R-граданов с формой поверхности объекта, а размещение регистрирующего материала осуществляют путем деформирования подложки регистрирующего материала до совпадения формы поверхности материала с формой поверхности объекта.