Способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

»ИЛИ»

РЕСПУБЛИК

sm

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ . ../

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4m а=

2п (21) 3415737/25-28 (22) 31.03,82 (46) 07 09.83. Бюл. 8 33 (.72) А.К.Полонин, H.Т.Квасов, А.Н.Мотуз и Г.А.Корешков .(53) 531.7:531.14(088.8) (56) 1. Иориш Ю.И . Виброметрия. М., Машиностроение", 1963, с. 771, 2. Авторское свидетельство СССР

M 756134 кл.,6 01 В 11/ОО 1980.

3. батраков А.С., М.М,бутусов, Г.П.Гречка и др. Лазерные измери-тельные системы. М., "Радио и связь", 1981 с.. 214 (прототип). ,.(54)(57) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДЫ

:И ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ ОБЪЕКТОВ, по которому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым излучением, о т - . л и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения трудоемкости контроля, .,80„„1040328 находят положение плоскости локализации фокальных точек, формируемых в результате переотражения излучения контролируемым объектоы, Ollpe» деляют число фокальных точек> измеряют расстояние от плоскости локализации фокальных точек .до контролируемого объекта и судят о форме колебаний по числу фокальных точек, а амплитуду колебаний определяют по формуле где а - амплитуда колебаний объекта;

r - расстояние от плоскости локализации фокальных точек до объекта;

0 - длина объекта;

n - -число фокальных точек в плос" кости их локализации.

10403

9

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь" эовано для измерения амплитуды и формы колебаний объектов с зеркально отражающей поверхностью. 5

Известен способ контактного измерения амплитуды колебаний объектов, заключающийся в закреплении на поверхности контролируемого объекта инерционного преобразователя, напри- !О мер пьезоэлектрического, и анализе амплитудно-частотных характеристик с выхода преобразователя Г1 ).

Недостатками указанного способа ! являются низкая точность иэмере- . 15 ний амплитуды колебаний объектов, обусловленная влиянием инерционного датчика на измеряемые параметры, и большая трудоемкость измерений при контроле поля поверхност- 20 ных виброперемещений и определении формы колебаний объекта, обусловленная локальностью измерений.

Известен способ контроля ампли" туды колебаний объектов, в основе ко- 25 торого лежит метод оптической интерферометрии, основанный на зондировании контролируемого объекта световой воЛной, совмещений переотраженной объектом световой волны с опорной световой волной и преобразовании, HHTsHGH8HocTH полученной интерференционной картины в. электрический сигнал, по которому судят о величине, амплитуды колебаний объекта Г2 1.

Недостатком данного способа явля ется большая трудоемкость контроля, обусловленная локальностью измерений, что вызывает необходимость сканирования поверхности объекта.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов., по которому возбужда" ют в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым излучением (3

Недостаток известного способа заключается в большой трудоемкости при контроле амплитуды и формы ко-. лебаний объектов в широком диапазоне частот. Это обусловлено тем, что при работе по данному способу регистрируют голографические интерферограммы объекта с использованием методики усреднения, контроль ведут на фиксированных частотах, а для по28 2 лучения информации в широком диапазо.не частот требуется регистрировать большое число голографических интерферограмм.

Цель изобретения - снижение тру доемкости контроля.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу контроля амплитуды и формы колебаний объектов,. по которому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым излучением, находят положение плоскости локализации фокальных точек, формируемых в результате, переотражения. излучения контролируемым объектом, определяют число фокальных точек, измеряют рас" стояние от плоскости локализации фокальных точек до контролируемого объекта и судят о форме колебаний по числу фокальных точек, а амплитуду колебаний определяют по формуле;

4m-716r n2"Р а2п

1 где а - амплитуда колебаний объекта;

r - расстояние от плоскости лока". лизации фокальных точек до объекта;

D - -длина объекта;

n - -число фокальных точек в плоскости их локализации.

На фиг, 1 изображена схема устройства, реализующего способ контро" ля амплитуды и формы колебаний объектов; на фиг. 2 - схема образования .фокальных точек.

Устройство содержит источник 1 света, например лазер, коллиматор 2, состоящий иэ двух линз 3 и 4, светоделитель 5, вибратор 6 и экран 7.

Пучок света лазера 1 расширяется и коллимируется при помощи линз 3 и

4, освещает объект 8, переотражается им и направляется светоделителем 5 в сторону экрана 7, который имеет возможность перемещения перпен» дикулярно направлению распространения световой волны.

При неподвижном объекте 8 экран 7 равномерно освещается переотраженной объектом световой волной.

Контроль амплитуды и формы колебаний объектов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.

При возбуждении с помощью вибратора 6 в контролируемом объекте 8

1040328

4 где а - амплитуда колебаний;

n - -число фокальных точек;

r - расстояние от плоскости локализации фокальных точек

S до объекта;

0 -. длина объекта.

Использование предлагаемого спо.соба позволяет за счет замены операций, связанных с получением, обраооткой и расшифровкой голографических интерферограмм, на операции определения положения плоскости локализации фокальных точек, их числа и расS стояния от найденной плоскости до контролируемого объекта ре3 о снизить трудоемкость и повысить производительность контро ля е

3 упругих колебаний в нем могут возбуждаться различные формы колебаний в зависимости от частоты возбуждения и резонансной частоты объекта 8 плоская поверхность трансформируется в последовательность выпукло-вог нутых элементов..

Выпуклые элементы при этом рассеивают свет, .а вогнутые фокусируют, .. формируя на определенном удалении 30 от объекта & фокальные точки (для случая, показанного на фиг. 2, точки 9 и 10 - за один полупериод колебания, точка 11 - за второй полупе-; риод ). Вследствие процесса усредне- jS ния глаз наблюдателя будет видеть, фокальные точки в плоскости локализации. Расстояние r от объекта 8 до плоскости локалиэации фокальных точек 9 и 10 целиком определяется амплитудой колебаний объекта 8, а число фокальных точек позволяет судить о форме этих колебаний. формула определения амплитуды ко-. лебаний выводится из элементарных геометрических построений и имеетвид

Плоскость локализации фокальных точек 9-11 находят смещение экрана

7 по максимальной фокусировке этих точек на экране 7. Затем определяют число и фокальных точек и расстояние от плоскости локализации до объ" екта 8 и проводят вычисления по формуле (1).

1040328

Составитель С.Грачев

Редактор А.Лежнина Техред И;Надь Корректор А.Повх

Ф О ЯВ

Закаэ 6913/44 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, йаушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4