Голографический способ дефектоскопии

 

ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ ДЕФЕКТОСКОПИИ, заключающийся в том, что плоскую волну когерентного излучения , фокусируют линзой, формируют точечный источник света помощи точечной диафрагмы, освещают объект, регистрируют его голограмму, нагружают объект, изменяют положение точечного источника путем перемещения диафрагмы в направлении, перпендикулярном оптической оси линзы, и регистрируют вторую голограмму, отличающийся тем, что, с целвю повышения разрешающей способности способа, при изменении положения точечного источника перемещают линзу синхронно с диафрагмой. с « (Л оо ел О5 О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5ц G 01 В 9/025

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3456504/18-25 (22) 23.06.82 (46) 15.02.84. Бюл. № 6 (72) М. А. Заруцкий (71) Рижский Краснознаменный институт инженеров гражданской авиации им. Ленинского комсомола (53) 772.99(088.8) (56) 1. Голографические неразрушающие исследования. Под ред. К. Эрфа. М, <Маши.ностроение», 1979, с. 106-109.

2. Акцептованная заявка ФРГ № 2107101, кл. 42 k 46/07, 1973 (прототип) .

„„SU„„1073566 A (54) (57) ГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СПОСОБ

ДЕФЕКТОСКОПИИ, заключающийся в том, что плоскую волну когерентного излучения, фокусируют линзой, формируют точечный источник света помощи точечной диафрагмы, освещают объект, регистрируют его голограмму, нагружают объект, изменяют положение точечного источника путем перемещения диафрагмы в направлении, перпендикулярном оптической оси линзы, и регистрируют вторую голограмму, отличающийся тем, что, с целью повышения разрешающей способности способа, при изменении положения точечного источника перемещают линзу синхронно с диафрагмой.

1073566 2

Изобретение относится к дефектоскопии и может быть использовано для обнаружения трещин и других дефектов в изделиях машиностроения, электронной и радиотехнической промышленности.

Известен способ дефектоскопии на осно5 ве метода двухэкспозиционной интерферометрии, включающий освещение объекта когерентным излучением и регистрацию двух голограмм при различном уровне воздействия на объект внешних факторов (1). 10

Однако эффективность обнаружения дефектов методами голографической интерферометрии, их чувствительность и разрешающая способность непосредственно зависят от выбранных направлений векторов освещения и наблюдения контролируемой детали, т.е. от выбранной оптической схемы интерферометра и не могут быть изменены в процессе исследования.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является голографическии способ дефектоскопии, заключающийся в том, что плоскую волну когерентного излучения фокусируют линзой, формируют точечный источник света при помощи точечной диафрагмы, освещают объект, регистрируют его голограмму, нагружают 25 объект, изменяют положение точечного источника путем перемещения диаграммы в направлении, перпендикулярном оптической оси линзы, и регистрируют вторую голограмму. Этим обеспечивается изменение направления вектора освещения контролируемой детали в процессе дефектации, а следовательно, и чувствительности голографического интерферометра и приводит к увеличению разрешающей способности данного способа по сравнению с известными. Действительно, чувствительность S интерферометра к деформационным смещениям может быть выражена как

S = 1 = — Ë sine " C ) где N — порядковый номер интерференционной полосы, проходящей через точку поверхности, переместившуюся при нагпужении в . направлении вектора d на величину IÅ1; 3 — длина волны используемого источника когерентного излучения; 45

9 — угол между вектопами освещения

4, и наблюдения 4; с(-угол между вектором смещения d и вектором разности К векторов освещения и наблюдения (К = (k, — k,).

Недостатком известного способа является то, что величина линейных перемещений Х точечной диафрагмы, имеющей отверстие диаметром от 5 до 30 мк, не может быть больше диаметра дифракционного пятна в фокальной плоскости линзы, т.е. больше десятых-сотых долей миллиметра. В силу этого резко ограничивается диапазон возможных изменений углов освещенйя контролируемой детали, а следовательно, и возможность увеличения разрешающей способности метода при обнаружении дефектов. Кроме того, в силу гауссова распределения интенсивности света 1 в указанном диафракционном пятне при перемещении точечной диафрагмы происходит резкое падение интенсивности предметного светового пучка от

1,„@„до 1». Это вызывает соответствующее падение контраста наблюдаемых интерференционных полос, что существенно уменьшает видность аномальных нарушений интерференционной картины в зоне дефекта и, как следствие, дополнительно снижает разрешающую способность метода, а также может послужить причиной пропуска имеющихся дефектов.

Цель изобретения — повышение разрешающей способности способа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно известному голографическому способу дефектоскопии, заключающемуся в том, что плоскую волну когерентного излучения фокусируют линзой, формируют точечный источник света при помощи точечной диафрагмы, освещают объект, регистрируют его голограмму, нагружают объект, изменяют положение точечного источника путем перемещения диафрагмы в направлении, перпендикулярном оптической оси линзы, и регистрируют вторую голограмму, при изменении положения точечного источника перемещают линзу синхронно с диафрагмой.

На фиг. 1 изображена схема, реализующая способ; на фиг. 2 — схема, объясняющая механизм влияния изменения положения освещающего источника . на чувствительность и разрешающую способность способа.

Устройство, реализующее способ, включает линзу 1, диафрагму 2, исследуемый объект 3.

Величина линейных перемещений источника определяется геометрическими размерами самой линзы (осветителя), расположенной в предметном пучке. Это обеспечивает существенное расширение диапазона изменения углов освещения контролируемой детали и, как следствие, увеличение разрешающей способности. Кроме того, при синхронном перемещении центр точечной диафрагмы постоянно совпадает с фокусом линзы. Благодаря этому точечная диафрагма всегда пропускает максимальный световой поток, а интенсивность предметного пучка остается неизменной незивисимо от величины перемещения. Это позволяет сохранить заданный контраст интерференционных полос во всем диапазоне изменения углов освещения поверхности контролируемой детали, повышает видность аномальных нарушений интерференционной картины и тем самым обеспечивает увеличение достоверности контроля. Как видно из фиг. 2

1073566 игЯУиа4иЯ фу8. Z

Составитель В. Аджалов

Редактор К. Волощук Техред И. Верес Корректор A. Ференц

Заказ 11797/37 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и * открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород„ул. Проектная, 4

3 смещение источника L на величину Х приводит к изменению углов ы и 8, а следовательно и к изменению чувствительности интерферометра к локальным микродеформациям, вызванным наличием дефекта. Но местоположение и размер дефектов носят слу- 5 чайный характер, а направление смещения участка поверхности (вектора d) в районе, дефекта при нагружении зачастую непредсказуемо. Поэтому, как следует из выражения (1), разрешающая способность метода тем выше, чем шире диапазон возможных изменений углов 8 ис(, т.е. чем шире диапазон возможных изменений угла освещения.

Пример. Согласно предлагаемому способу производят контроль рабочей лопатки турбины авиационного двигателя. При этом используют обычный двухлучевой интерферометр с источником когерентного излучения

ЛГ-38. В предметном пучке размещают микрообъектив с точечной диафрагмой, расположенной в его фокальной плоскости. Была обеспечена возможность перемещения микро- 2О объектива синхронно с точечной диафраг4 мой, либо только точечной диафрагмы. Сначала - регистрируют голограмму исходного состояния лопатки. Затем лопатку деформируют нагружающим устройством в пределах упругости материала. После этого изменяют положение источника когерентного света и фотографируют в реальном времени наблюдаемую голографическую интерферограмму.

При контроле по известному способу для изменения положения источника перемещают только точечную диафрагму. При контроле предлагаемым способом микрообъектив, расположенный в предметном пучке, перемещают синхронно с точечной дифрагмой.

Как видно из сравнения голографических интерферограмм, предлагаемый способ обеспечивает более ярко выраженные локальные нарушения интерференционной картины в районе трещин, а следовательно, и большую разрешающую способность по сравнению с базовым объектом.