Способ исследования резонансных частот и форм колебаний объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и служит преимущественно для определения резонансных частот и форм колебаний объектов на основе метода голографической интер-. ферометрии. Изобретение позволяет повысить чувствительность, способа за счет улучшения условий идентификации областей пучности. Неподвижный объект освещают когерентным излучением и на фоторегистрир тощей среде получают голограмму сфокусированного увеличенного изображения объекта с коэффициентом увеличения К, определяемым из соотношения К , где - длина волны когерентного излучения, А - IИHимaльнo требуемая амплитуда колебаний . После получения голограммы в реальном времени формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота коллимированной опорной волны, использованной для записи голограммы . Подводят к объекту колебания и, изменяя их частоту в направлении распространения опорной волны, наблюдают интерференционную картину, по искажению которой определяют резонансные частоты и формы колебаний объекта. Х СО сд о ел о сд

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

» 4 с о1 Н 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4054939/24-28 (22) 27.02.86 (46) 07.11.87. Бюл. У 41 (72) В.Г. Бахтин, Л.В. Бахтина и В.П. Сарычев (53) 534.13 (088.8) (5á) Вест Ч. Голографическая интерферометрия, — M. Мир, 1982, с. 218, 224. (54) СПОСОБ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕЗОНАНСНЫХ

ЧАСТОТ И ФОРМ КОЛЕБАНИЙ ОБЪЕКТОВ (57) Изобретение относится к измери1 тельной технике и служит преимущественно для определения резонансных частот и форм колебаний объектов на основе метода голографической интерферометрии. Изобретение позволяет повысить чувствительность способа за счет улучшения условий идентификации областей пучности. Неподвижный объект

„„SU „„1350505,А 1 освещают когерентным излучением и на фоторегистрирующей среде получают голограмму сфокусированного увеличенного изображения объекта с коэффициентом увеличения К, определяемым из соотношения К = 3/А „„, где 3 — длина волны когерентного излучения, А „,„„ минимально требуемая амплитуда колебаний. После получения голограммы в реальном времени формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота коллимированной опорной волны, использованной для записи голограммы. Подводят к объекту колебания и, изменяя их частоту в направлении распространения опорной волны, наблюдают интерференционную картину, по искажению которой определяют резонансные частоты и формы колебаний объекта.

1350505

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для исследования колебаний объектов.

Цель изобретения — повышение чувс5 твительности путем улучшения условий для идентифизирования областей пучности колебаний на поверхности объекта.

Способ осуществляется следующим об-10 разом.

Неподвижный объект освещают когерентным излучением. С помощью объектива фокусируют отраженное от объектива излучение в плоскости располо- 15 жения фоторегистрирующей среды и на этой среде с использованием коллимированной наклонной опорной волны записывают голограмму сфокусированного изображения объекта. При этом коэффи- 20 циент увеличения сфокусированного изображения выбирают из соотношения Ам н

25 где 1 — длина волны когерентного излучения;

А „ — минимально требуемая величина амплитуды колебаний, которая задается априорно исходя из условий исследования колебаний конкретных объектов.

После обработки фоторегистрирующей среды устанавливают полученную голограмму объекта в первоначальное положение. Затем в реальном времени формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота опорной волны, т.е, изменения угла ее падения на голограмму. При этом систе- 4О ма полос возникает как в направлении распространения отраженного от объекта излучения, так и в направлении распространения. бпорной волны. В последнем случае интерференция происхо- 45 дит при наложении существующей., но наклонной относительно первоначального положения опорной волны и восстановленной с голограммы с помощью отраженного от объекта излучения опор- 50 ной волны, распространяющейся в первоначальном направлении. Подводят к объекту колебания и, изменяя их частоту, наблюдают в направлении распространения опорной волны интерферен- 55 ционную картину. При появлении резонансных условий амплитуда колебаний объекта возрастет и в. области пучностей колебаний интерференционная картина искажается — снижается контраст или вообще пропадает система несущих полос в областях пучностей. Таким образом, по моменту искажения интерференционной картины определяют резонансную частоту, à JIO распределению искажений интерференционной картины на поверхности объекта — резонансную форму колебаний„ Благодаря использованию коллимированной опорной волны интерференционная картина, наблюдаемая в направлении распространения опорной волны расположена в области поперечного сечения совпадающей по форме и пропорциональная по размерам с исследуемым объектом, Поэтому по местам искажения интерференционной картины можно легко идентифицировать области пучности колебаний на поверхности объекта.

Пример, Отраженное от объекта излучение фокусируют на фоторегистрирующую среду (термопластическая пленка РТ-1000) с помощью объектива "Гелиос-44-2" C,f = 58 мм) с ко1эффициентом увеличения К = 5, который выбирают исходя из величины длины волны используемого излучения (3 = 0,5145 мкм) и минимально требуемой в данных исследованиях амплитуде резонансных колебаний А„,„ = 0,01мкм.

Затем на термопластическую пленку записывали голограмму сфокусированного изображения, объекта посредством наклонной коллимированной опорной волны, распространившейся под углом 30 к нормали плоскоcrè термопластика. После получения голограммы формируют систему несущих интерференционных полос путем поворота o=.îðíîé волны на

0,2 . В результате по направлео нию распространения опорной волны получают интерференционную картину, ограниченную в поперечном сечении контуром подобным с коэффициентом

К = 5 исследуемой части ультразвукового волновода. Подводят к волноводу ультразвуковые колебания и, изменяя их частоту в пределах sf

20,5-30 ;, наблюдают в направлении распространения опорной волны интерференционную картину. На частотах f„ = 23,7. кГц и f = 29,4 кГц в интерференционной картине происходят искажения, что свидетельствует о совпадении частоты возбуждающих колебаний с резонансной частотой волновода.

По распределению искажений определя1350505

Формула изобретения

Способ исследования резонансных частот и форм колебаний объектов, заключающийся в том, что записывают голограмму объекта, получают методом реального времени интерференционную картину, объект колеблют с изменяющейся частотой и по изменению

Составитель Е. Щелина

Техред Л.Олийнык

Корректор И. Пожо

Редактор С. Патрушева

Заказ 5251/40 Тираж 500

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ют места пучностей колебаний, т. е. резонансные формы колебаний. Использование известного способа в интервале частот df = 20,5-30,0 кГц позволяет выявить лишь один резонанс на частоте f,= 23,7 кГц. Таким образом способ позволяет повысить чувствительность. интерференционной картины определяют резонансные частоты и форму колебаний объекта, отличающийся

5 тем, что, с целью повышения чувствительности, при записи голограммы фокусируют с коэффициентом увеличения

К > 1 1/А „„ излучение, отраженное от объекта, в плоскость фоторегистрирующей среды (где А - длина волны когерентного излучения, А„„„ — минимально требуемая амплитуда колебаниИ), при получении интерференционной картины изменяют угол, под которым производят освещение голограммы опорным коллимированным потоком излучения, а изменение интерференционной картины наблюдают в направлении распространения опорной волны.