Способ регистрации двух полей перемещений на одной спекл- фотографии

 

Изобретение относится к технической физике и может быть использовано в экспериментальной механике для регистрации полей перемещений поверхности деформируемого тела квазиплоской формы. Цель изобретения - повышение точности измерений за счет увеличения контраста интерференционных полос в центральной области дифракционного гало. Повышение контраста интерференционных полос в центральной части гало достигается за счет маскирования низких пространственных частот на этапе регистрации одного из полей перемещений.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,. 1617399

А1 (gy)g G 02 B 27/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМЪ(СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4649748/24-25 (22) 10.02.89 (46) 30.12.90. Бюл, М - 48 (72) В.П. Щепинов, Н.Г. Власов и С.А. Новиков (53) 772.99(088.8) (56) Франсон М, Оптика спеклов. М.:

Наука, 1980, с. 170.

Деформация и разрушение материалов и конструкций атомной техники. М.:

Энергоатомиздат, 1983, с. 54-61. (54) СПОСОБ РЕГИСТРАЦИИ ДВУХ ПОЛЕЙ

ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОДНОЙ.СПЕКЛ-ФОТОГРАФИИ (57) Изобретение относится к техниИзобретение относится к технической физике и может быть использовано в экспериментальной механике для регистрации полей перемещений поверхности деформируемого тела квазиплоской формы.

Целью изобретения является повышение точности измерений за счет увеличения контраста интерференционных полос в центральной области гало.

Поставленная цель достигается тем, что производится четырехкратное экспонирование фотопластинки, причем при одной паре экспозиций, записывающих первое поле перемещений, маскируют пространственные частоты объектного поля, удовлетворяющие условию: 1, Й - .й 2, где 2 — максймальная пространственная частота, определяемая объективом, формирующим изображение; 1 — фиксированная пространственная частота в спектре

2 ческой физике и может быть использовано в экспериментальной механике для регистрации полей перемещений поверхности деформируемого тела квазиплоской формы, Цель изобретения повышение точности измерений за счет увеличения контраста интерференционных полос в центральной области дифракционного гало„ Повышение контраста интерференционных полос в центральной части гало достигается за счет маскирования низких пространственных частот на этапе регистрации одного из полей перемещений, объективного поля О с 1с 2 а при второй паре экспозиций, записывающих второе поле перемещений, маскируют пространственные частоты 1 объектного поля удовлетворяющие условию с,.

На фиг, 1 приведены зависимости контраста полос во внутреннем гало и кольцевой области для способа-про- {;Д, тотипа (кривые 1 и 2), соответст- (g венно (Е ./" = 2 12/Уг 2/Еяг. и — продолжительность при чис2 ленных апертурах F u F и для предлагаемого способа регистрации (кривые 3 и 4); на фиг, 2 — оптическая схема устройства для его реализации предлагаемого способа; на фиг. 3 и 4 устройство изменения спектра простран— ственных частот в виде двух апертурных масок; на фиг. 5-8 — картины интерференционных полос, полученные с по1617399

Я yd — Ъ f(1+M) где — длина волны света;

f — фокусное расстояние объектива; мощью способа-прототипа и предлагаемого способа.

На фиг. 1 иллюстрируется случай, когда время экспонирования одинаковое и площади круговой апертуры равны между собой. Контраст интерференционных полос в центральной области гало, относящихся к полю перемещения, регистрируемому в кольцевой области (Фиг. 1, кривая 4) меньше, чем у способа-прототипа, а контраст полос, соответствующих полю,. записываемому во внутренней области, вьппе (фиг.1, кривая 3), Таким образом достигается 15 поставленная цель — уменьшение в центральном гало контраста полос, соответствующих полю перемещений, записанному в кольцевой области, и увеличение контраста полос для .поля, записанного во внутреннем гало. !

Диаметр апертуры объектива d, со ответствующий частоте, дает получение результатов при условии d =

= D/2, где D — максимальный диаметр

anертуры объектива.

На фиг. 2 изображен лазер 5, микрообъектив 6, исследуемое тело 7, объектив 8, апертурная маска 9, спекл-фотография 10, На фиг. 3 показаны использованные апертурные маски с кольцевой апертурой, а на фиг. 4 — круговой (D = 2Й; D = = 78 мм) . На фиг. 5-8 показаны картины интерференционных полос Юнга, полученные при поточечном сканиро- 35 вании четырехкратно экспонированных спекл-фотографий, зафиксированных с помощью способа-прототипа (фиг. 5 и 7) и предлагаемого спос оба (фиг . 6 и 8) . Объектом исследования был диск, поворачиваемый вокруг оси, нормальной к его поверхности. Одно поле перемещений создавалось при повороте диска на угол (,, другое поле — при повороте на угол Ж .

Способ регистрации двух полей перемещений заключается в следующем.

В установку (фиг. 2) перед .объективом. устанавливают круговую диаграмму диаметр ом (, ограничивающую пространственные частоты объективного поля

М вЂ” линейное увеличение.

В рассматриваемом случае 1 = 5 Х у 10 мм t На фотопластинке 6 (Фиг. 6) методом двух экспозиций регистрируют первое поле перемещений (поворот диска на угол lk ); изменяют направление освещения тела или поляризацию света для декорреляции двух. пар спекл- структур, изображения диска; маскируют пространственные частоты объективного поля

2 0М для чего меняют круговую диафрагму на кольцевую (1 = 10 мм ) методом двух экспозиций регистрируют второе голе перемещений (поворот диска на угол g<) производят фотографическую обработку фотопластинки и получают четырехкратно экспонированную. спеклФотографию; сканируют четырехкратно экспонированную спекл-фотографию нерасширенным лазерным пучком и наблюдают два концентрических дифракционных гало промодулированных полосами Юнга (фиг. 6 и 8); с помощью известного соотношения определяют величины перемещений рассматриваемой точки (И, ), соответствующие одному и другому полю и„ = —, (i= 1,2), Ф

I где ф — длина волны света; — угловое расстояние между интерфер енционными полосами в кольцевой или центральной области, Из сравнения интерференционных картин (фиг ° 5 и 6) сы во внутреннем гало для способапр от отипа (фиг . 5) пр омодулир ованы полосами, наблюдаемыми в кольцевой области. Более наглядно это видно при рассмотрении случая, когда поле перемещений„ регистрируемое в кольцевой области, отлично от нуля, а поле, регистрируемое в центральной области, равно нулю. Картины полос, соответствующие этому случаю, и полученные с помощью способа-прототипа и предлагаемого способа, показаны на фиг. 7 и 8, По способу-прототипу полосы наблюдаются в центральной области (фиг. 7), а по предлагаемому способу они в центральной области не наблюдаются (фиг. 8)

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить точность определения перемещений, зарегистрированных во внутреннем гало, за счет увеличения контраста полос. Способ повышает точность измерений перемещений, зафиксированных во внутреннем гало на 207.

0,4

0,2

1,Е

5 1617399 6 удовлетворяющие условию, где Z — максимальная пространственная частота, определяемая объективом, формирующим изображение; < — фиксированная пространственная частота в спектре объектного поля, о т л и—

Формула из обретения ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет

Способ регистрации двух полей пере- 0 увеличения контраста интерференционных мещений на одной спекл-фотографии, полос в центральной области дифракзаключающийся в четырехкратном экспо- ционного гало, при другой паре экснировании фотопластинки, причем при позиций, записывающих поле перемещений, одной паре экспозиций, записывающих маскируют пространственные частоты поле перемещений, маскируют простран- 15 объектного попя, удовлетворяюшне усственные частоты объектного поля, повию ) 1617399

1Ь17399 ь: Л:; -ФФ ж«Я » у, ф

1 ф

"с;у=

-4а ,«, op .;.=::.о;-:д -,-1.Дидьк Корректор А ° 0бручар

Редак ор Т ..;!арфе; — -.,за

Т=,рз:; —:;) c

Г! одпис --or кс." т . = —..:«-cr;ет е,»":.:..- и ..гкры.. «;м при ГКНТ СССР

roc"...з . у, . . P::ii óiir r - i. .ао,,, 4. «г

1 1303.>

Производс;-венно--из, а-.. ельск.- . к;:"--,.с .. н=.т "Ла ге

Заказ 4118

ВБИЛИ Государс : =:.е;;;- ого г .. :. г; po„-„ул. Гагарина, 101