Способ определения годности цилиндрических резонаторов частотных датчиков давления

 

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для определения годности цилиндрических резонаторов частотных датчиков давления. Существо способа заключается в изготовлении голограммы, вибрирующего ненагруженного резонатора и наблюдения через полученную голограмму интерференционной картины с прямой стороны резонатора и с его обратной стороны в зеркале дополнительной подсветки при подаче в резонатор давлений. Отбраковка резонаторов производится по стабильности положения узлов пучностей форм собственных колебаний и по неизменности числа полных волн в окружном направлении и числа полуволн в осевом направлении. Способ позволяет снизить трудоемкость и повысить достоверность отбраковки. 1 ил.

„„SU „„1597632

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 G 01 L 11/00, 27/00

7j;;: —,;.„а „,.;,—,,„ - . : ." :! ю, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Электрическая часть схемы содержит частотомер 12, вольтметр 13, осциллограм 14 автогенератор 15 и систему 16 возбуждения. Система 16 возбуждения — электромагнитная и включает в себя две электромагнитные катушки (возбуждения и съема) со смещенными друг относительно друга на

90 магнитными полюсами. Система 16 возбуждения .включается в цепь положительной обратной связи автогенератора

15 для возбуждения сообс1"венных колебаний резонатора в режиме автогенерации.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4604740/24-10 (22) 11. 11.88 (46) 07. 10.90. Бюл. У 37 (71) Московский авиационный технологический институт им.К.Э.Циолковского (72) Е.E.Ïàíôèëîaà, В.И.Шанин и В.А.Зотов (53) 531. 787 (088.8) (56) Голографические неразрушающие исследования. /Под ред, Р, К. Эрфа.

M.: Машиностроение, 1979, с. 109-111. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГОДНОСТИ

ЦИЛИНДРИЧЕСКИХ РЕЗОНАТОРОВ ЧАСТОТНЫХ

ДАТЧИКОВ ДАВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области е приборостроения и предназначено для определения годности цилиндрических

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для оценки качества цилиндрических резонаторов частотных датчиков давления в динамике под действием изменяющегося давления.

Цель изобретения — снижение трудоемкости и повышение достоверности отбраковки резонаторов.

На фиг.1 изображена схема устройства, реализующая способ; на фиг.2 и 3 — фотографии, полученные в процессе контроля интерферограммы.

Оптическая часть схемы содержит лазер 1 (фиг.1), диафрагму 2 лазера, светоделитель 3, зеркала 4-6, блок

7 формирования предметного пучка, блок 8 формирования опорного пучка, резонаторов частотных датчиков давления. Существо способа заключается в изготовлении голограммы, вибрирующего ненагруженного резонатора и наблюдения через полученную голограмму интерференционной картины с прямой стороны резонатора и с его обратной стороны в зеркале дополнительной подсветки при подаче в резонатор давлений. Отбраковка резонаторов производится- по стабильности положения узлов пучностей форм собственных колебаний и по неизменности числа полных волн в окружном направлении и числа полуволн в осевом направлении. Способ позволяет снизить трудо- емкость и повысить достоверность отбраковки. 3 ил. зеркало 9 дополнительчой подсветки, цилиндрический резонатор 10 и голограмму 11.

1597632

Пневматическая часть схемы содержит источник 17 разрежения и давления, вентиль 18 с кранами, герметичные бачки 19 и 20, мановакуумметр 2:, тройники 22-24 и пробки 25 и 26.

На фиг.2 и 3 представлены фотографии, иллюстрирующие наблюдаемые в процессе контроля интерферограммы.

Здесь видны изображение резонатора и его обратная сторона в зеркале 4 дополнительной подсветки. На поверхности резонатора можно видеть иэображение пучностей в виде концентричных полос и места узловых линий, 15

Сп ос об ос ущес т вляют сл едующим образом.

В цилиндрическом резонаторе 10 возбуждают собственные колебания на основном тоне в режиме автогенерации, gp контролируя величину выходного сигнала системы возбуждения, его частоту и форму по соответствующим электронным приборам 12-15. Затем освещают резонатор 10 предметным пучком, сформированным лучом лазера, направленным через диафрагму 2, зеркало 4, светоделитель 3, зеркало 6 и систему

7 формирования предметного пучка.

При этом часть предметного пучка попадает на зеркало 9 дополнительной подсветки, установленное за резонатором. Отраженный зеркалом 9 световой поток производит дополнительную подсветку объекта 10.

Зеркало дополнительной подсветки

9 устанавливается так, чтобы часть предметного пучка, отразившись от

его поверхности, попадала в плоскость голограммы 11. Тогда через голограмму 11 можно наблюдать в зеркале 9 обратную сторону резонатора

10 (фиг.2). Это исключает необходимость голографической регистрации цилиндрического резонатора с нескольких сторон и тем самым устраняет ошибку в подсчете числа узлов и пучностей (фиг.2) в окружном направлении, а также количественного распределения амплитуд вибраций по поверхности резонатора и, кроме того, существенно снижает трудоемкость контроля. При этом сектор обзора цилиндрической поверхности разонатора составляет 270, Гочограмму 11 освещают опорным

55 пучком, сформированным следующим образом: часть лазерного пучка, пройдя светоделитель 3, зеркало 5 и

В систему 8 формирования опорного пуч— ка, попадает в плоскость голограммы

1! . Затем и: готавливают голограмму вибрирующего на основном тоне резонатора на фотопластинке, установленной на месте экспонирования, и плавно изменяют давление в резонаторе кранами вентиля 18 при одновременном наблюдении резонатора 10 через полученную голограмму.

Интерференционная картина представляет собой распределение амплитуд и фаз, узлов и пучностей форм собственных колебаний по поверхности резонатора при каждом значении давления. Наличие неискаженных форм, собственных колебаний основного тона в рабочем диапазоне давлений с неизменным положением узлов и пучностей на поверхности ЦР и с постепенным изменением числа интерференционных полос при увеличении давления от минимального до максимального значения и обратно свидетельствует о правильной работе резонатора.

Искажение форм собственных колебаний основного тона проявляется в отсутствии узлов или в искривлении интерференционных полос и обусловлено, в основном, неравномерностью толщины стенки резонатора в окружном и осевом направлениях, а также дефектами типа вмятин, малых неоднородностей включений, царапин и т.п. и свидетельствует о низком качестве изготовления резонатора.

У цилиндрического резонатора хоро" шего качества смещение узлов и пучностей не должно превышать четверти длины волны в окружном направлении, т.е. смещаться на величину не более

672п, где и — число полных волн в окружном направлении.

Наличие перескоков частоты (фиг.3) проявляется в перескоках формы собственных колебаний, соответствующей основному тону, например, с индексами ш=1, п=4, где ш — число полуволн в осевом направленяи, на высшие формы собственных колебаний, в частности, на форму собственных колебаний с индексами m=2, n=6, и затем, при дальнейшем увеличении давления, в обратном перескоке с высших форм собственных колебайий на форму собственных колебаний основного типа, и свидетельствует о невыполнении условий устойчивой автогенерации для

5 159763 данной системы, Такая нестабильность может быть устранена например, изменением баланса фаз автогенератора.

Положительный эффект Способа по

5 сравнению с известным заключается в -повышении достоверности отбраковки резонатора за счет повышения контраста наблюдаемой интерференционной картины, а также расширение сектора обзора цилиндрической поверхности резонатора, позволяющего также снизить трудоемкость. Все это позволяет ввести непрерывный контроль:-форм собственных колебаний резонатора в динамике под действием изменяющегося давления в условиях производства, и получать интерференционно-голографическое изображение на экране видикона, где сравнивать интерферограммы контроли- 2О руемого резонатора с интерферограммой эталонного резонатора. формулаизобретения

Способ определения годности цилиндрических резонаторов частотных датчиков давления путем получения интерферограммы резонатора методом голографической интерферометрии по оптической схеме с делением светового пучка по амплитуде, дополнительной подсветкой резонатора зеркалом, установленным за ним в предметном пучке, и визуальной оценки характеристик колебаний на голографическом изображении резонатора, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения достоверности отбраковки резонаторов, предварительно изготавливают голограмму вибрирующего на основном. тоне ненагруженного давлением цилиндрического резонатора,. и, наблюдения через изготовленную голограмму интерференционные картины с прямой стороны и в зеркале дополнительной подсветки с обратной стороны резонатора, плавно изменяют давление в рабочем диапазоне давлений, при этом, если число полуволн в осевом направлении остается неизменным, а положение узлов и пучностей на поверхности резонатора в окружном направлении изменяется в пределах не более чем Т/2п, где n — число полных волн в окружном направлении, резонатор признается годным.

1597632

Составитель И.Невский

Техред М. Ходанич Корректор Т.Малец

Редактор Е.Папп

Заказ 3044 Тираж 461 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР/

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101