Двухлучевой интерферометр для измерения перемещений объектов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик iij1000746

Ю (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.11.81 (21) 3358695/25-.28 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет (И) М. Кл.з

G 01 В 9/02

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53)УДК 531.715.

° 1(088.8) Опубликовано 2802Я3. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 28 ° 02 ° 83 г...-...Ю.В.Милосердин, В.Н.Ремизов и В,Й;Яизов,, "- :.- "g э) .1

° д t. ф K (- ") Ы

Московский ордена Трудового Красйог1еЯуамеЪ и инженерно-физический институт (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54 ),цВУХЛУЧЕВОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ.

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ОБЪЕКТОВ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к классу интерферометров, и может быть использовано для измерения перемещений различных объектов в трубах малого. диаметра, в частности в канале ядерного реактора, при воздействии на исследуемые объекты различных внеш- них условий температур., вибраций, ионизирующих излучений.

Известен двухлучевой интерферометр для измерения перемещения объектов, включающий в себя источник света лазер, телесиопическую систему для расширения пучка лучей лазера, узел разделения и рекомбинации основного и опорного пучков лучей. лазера, два фотоприемника с разделительной призмой и диафрагмами для реверсивного счета интерференционных полос. и подвижную и неподвижную триппель — призмы уголковые отражатЕли, изготовленные в виде стеклянных тетраздров}, достоинством которых -является сохра- 25 нение ширины и направления интерференционных полос при небольших наклонах призмы, неизбежных при их пере мещении или влиянии условий окружающей среды 1 ). 30

Недостатком известного интерферометра является сложность изготовления этих призм, а также невозможность . применения в условиях, влияющих на их оптические свойства, а именно в полях ,ионизирующих излучений или при наличии больших градиентов температур.

Наиболее близкий к йредлагаемому двухлучевой интерферометр для из.— мерения перемещений объектов содержит монохроматический источник света, узел разделения и рекомбинации основного и.опорного пучков лучей, основную и опорную системы неплоских отражателей с параллельным ходом лучей, каждая иэ которых включает главное вогнутое и центральное зеркало, расположенное в фокусе главного вогнутого зеркала и два фотоприемника для реверсивного счета интерференционных полос 2 ).

Основная .и опорная системы неплоских отражателей состоят иэ главного вогнутого эЕркала — сферического или параболического — и центрального зеркала сферического или параболического,расположенного в фокусе главного вогнутого зеркала "кошачий глаз"

1000746

Простота их изготовления, невысокие требования к качеству их направляющих перемещения, отсутствие поверхностей с внутренним отражением позволяют использовать такие системы для работы в полях ионизирующих 5 излучений и в условиях больших градиентов температур. Однако данный интерферометр невозможно испольэовать для измерения перемещений объекта в трубах малого диаметра в усло- 1IO риях изменяющейся внешней среды иэ-за наличия больших габаритных размеров в двух направлениях. цель изобретения - измерение перемещений объектов в трубах малого диаметра в условиях изменяющейся внешней среды. поставленная цель достигается тем; что в двухлучевом интерферометре для измерения перемещений объектов, содержащем монохроматический источник света, узел разделения и рекомбинации основного и опорного пучков лучей основную и опорную системы неплоских отражателей с параллельным ходом лучей, каждая из которых включает главное. вогнутое и центральное зеркало, расположенное в фокусе главного вогнутого зеркала, два фотоприемника для реверсивного счета интерференционных полос, основная и опорная системы нейлоских отражателей расположены последовательно вдоль трубы, а главное вогнутое зеркало ближней К узлу разделения и рекомбинации основного и опорного З В пучков лучей системы неплоских отражателей выполнено в виде сегментов, симметричного относительно его диаметра.

На фиг. 1 представлена схема ин- 40 терферометра для измерения перемещений объектов; на фиг. 2 — разрез

А-A на фиг. 1.

Двухлучевой интерферометр для . измерения перемещений объектов со- 45 держит монохроматический источник 1 света, узел разделения и рекомбинации опорного и основного пучков лучей, состоящий из плоских отклоняющих зеркал 2, 3, 4 и светоделительных пластин 5, б, 7, ближнюю

iK узлу разделения и рекомбинации двух пучков лучей систему неплоских отражателей с параллельным ходом лучей, состоящую из центрального зеркала 8 и главного вогнутого зеркала 9, выполненного в виде сегмента, симметричного относительно его диаметра, и дальнюю систему неплоаких отражателей, состоящую из главного вогнутого зеркала 10 и центрального зеркала 11, фотоприемники

12 для реверсивного счета интерференционных полос. Интерферометр помещается в трубу 13 с малым диаметром. 65

Интерферометр работает следующим образом.

Пучок лучей из монохроматического источника 1 света с помощью плоских отклоняющих зеркал 2 — 4 направляют на светоделительную пластину 5 и делят по амплитуде на пучки 1 и И.

Зеркало 4 поворачивает пучок И вдоль оси трубы 13. На пути пучка ll устанавливают главное вогнутое зеркало

9 ближней к узлу разделения и рекомбинации системы неплоских отражателей, включающей зеркала 8 и 9, таким образом, чтобы оно не мешало проходу пучка 1. к дальней системе неплоских отражателей, в которую входят

;зеркала 10 и 11. После отражения ручка 1 от системы неплоских отра-! кателей .из зеркал 10 и 11, а пучка И от системы неплоских отражателей иэ зеркал 8 и 9 отраженные пучки 1 и 11 собираются на светоделительной пластине б. При этом пучок И попадает на пластину б с помощью зеркала 3. На светоделитель ной пластине 6 происходит интерференция пучков 1 и ll. Световой поток от интерференционной картины разделяется на две части по амплитуде светоделительной пластиной 7 и попадает на фотоприемники 12, настроенные таким образом, что сигналы, получаемые с них, сдвинуты по фазе на 90О, что позволяет производить реверсивный счет интерференционных полос. При перемещении. исследуемого объекта и жестко связанной с ним одной из систем неплоских отражателей иэ зеркал 8 и 9 (или другой. системы из зеркал 10 и 11 ) изменяется разность оптических длин пути опорного и основного пучков лучей, что приводит к перемещению интерференционных полос, подсчитываемых реверсивным счетчиком (не показан ).

В данном интерферометре расположение и конструкция зеркала 9 в виде сегмента, симметричного относительно его диаметра, шириной, равной диаметру светового пучка лучей, позволяет одному из пучков лучей пройти сквозь ближнюю систему неплоских отражателей из зеркала 8 и 9 и отразиться от дальней системы неплоских отражателей из зеркал 10 и 11. При таком расположении систем неплоских отражателей устраняется влияние внешних условий на результаты измерения перемещений в трубе малого диаметра, поскольку эти условия одинаково влияют на оптическую длину пути как основного, так и опорного пучков лучей.

При изменении внешних условий (температуры, величины ионизирующих излучений и т.п. ) происходит одновременное уменьшение или увеличе- ние оптической длины пути как опор1000746 ного, так и основного пучка лучей, что исключает появление погрешности от воздействия окружающей среды на результаты измерения .перемещений различных объектов в трубах малого диаметра.

Таким образом, предлагаемый интерферометр позволяет осуществлять измерение перемещений различных объектов в трубах малого диаметра в изменякщихся внешних условиях.

Формула изобретения

Двухлучевой интерферометр для 15 измерения перемещений объектов, содержащий монохроматический источник света, узел разделения и рекомбина,ции основного и.опорного пучков лучей, основную и опорную систева не- р

".плоских отражателей с параллельным ходом лучей, каждая из которых включает главное вогнутое и центральное зеркало, расположенное в фокусе главного вогнутого зеркала, два фо- топриемника для реверсивного счета интерференционных полос, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью измерения перемещений объектов в трубах малого диаметра в условиях изменяю.щейся внешней среды, основная и опорная системы: неплоских отражателей расположены последовательно вдоль трубы, а главное вогнутое зеркалоближней к узлу разделения и рекомбинации основного и опорного пучков лучей системй неплоских отражателей выполнено в виде сегмента, симметричного относительно его диаметра.

Источники информации, принятые во.внимание при экспертизе

1. Кодомийцев Ю.В. Интерферометры

Л., "Машиностроение"., 1976, с. 191192.

2. Патент CIIIA 9 3809481, кл. 356-106, 1976 (прототип ) .

1000746

А-4

ВНИИПИ Заказ 1353/38 Тираж 600 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.Ужгород,ул.Проектная,4