Устройство для определения внутренних напряжений в объекте

 

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении внутренних напряжений в непрозрачных объектах с использованием метода топографической интерферометрии Целью изобретения является повышение точности за счет сокращения времени между моментами регистрации голограмм и нагрева и получения интерферограммы несущей информацию непосредственно о внутренних напряжениях, и повышение производительности за счет сокращения времени измерения . При работе в режиме записи голограммы излучение от лазера 1 попадает на нелинейный преобразователь 2 излучения , проходит через тепловой фильтр 4 и микрообъектив 5, размещенные на основании узла 3 крепления С помощью светоделителя 7 и полупрозрачных зеркал 8 и 9 создают два пучка освещения поверхностей эталонного и контролируемого объектов Отраженное излучение доставляется на регистрирующую среду 15 с помощью двух каналов наблюдения, состоящих из объективов 13 и 16 и зеркал 14 и 17 В режиме нагрева излучение лазера 1 проходит через нелинейный преобразователь 2 излучения Основание узла 3 крепления с тепловым фильтром 4 и микрообъективом 5 удалено с оптической оси Излучение поступает на линзу 6, делится светоделителем 7 и полупрозрачными зеркалами 8 и 9 на два пучка и фокусируется на поверхностях объектов 2 з п ф-лы 1 ил

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (st)s G 01 В 11/16

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

d

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ. 15

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4684532/28 (22) 25.04.89 (46) 07.04.91. Бюл. N. 13 (71) Челябинский политехнический инстигут им, Ленинского комсомола (72) А.Г.Игнатьев, Г.П.Пызин, В.Ю.Тросман.

В,Г.Бахтин и В,И,Задорин (53) 531,781.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1310630, кл, G 01 B 11/16, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В ОБЪЕКТЕ (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении внутренних напряжений в непрозрачных объектах с использованием метода голографической интерферометрии. Целью изобретения является повышение точности эа счет сокращения времени между моментами регистрации голограмм и нагрева и получения интерферограммы. несущей информациЮ непосредственно о внутренних

„„Я „„1640538 А1 напряжениях, и повышение производительности за счет сокращения времени измерения. При работе в режиме записи голограммы излучение от лазера 1 попадает на нелинейный преобразователь 2 излучения, проходит через тепловой фильтр 4 и микрообьектив 5, размещенные на основании узла 3 крепления. С помощью светоделителя 7 и полупрозрачных зеркал 8 и 9 создают два пучка освещения поверхностей эталонного и контролируемого объектов. Отраженное излучение доставляется на регистрирующую среду 15 с помощью двух каналов наблюдения, состоящих из обьективов 13 и 16 и зеркал 14 и 17. В режиме нагрева излучение лазера 1 проходит через нелинейный преобразователь 2 излучения.

Основание узла 3 крепления с тепловым фильтром 4 и микрообьективом 5 удалено с оптической оси. Излучение поступает на линзу 6, делится светоделителем 7 и полупрозрачными зеркалами 8 и 9 на два пучка и фокусируется на поверхностях объектов.

2 з.п. ф-лы. 1 ил.

1640538

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении внутренних напряжений в непрозрачных объектах с использованием метода голографической интерферометрии.

Цель изобретения — повышение точности за счет сокращения времени между моментами регистрации голограмм и нагрева и получения интерферограммы, несущей информацию непосредственно о внутренних напряжениях, и повышение производительности за счет сокращения времени измерения, На чертеже представлена схема устройства для определения внутренних напряжений в объекте.

Устройство содержит импульсный лазер 1 типа "Квант" с длиной волны излучения 1,06 мкм.. По ходу излучения лазера размещены блок воздействия и блок измерения деформаций. Блок воздействия последовательно по ходу излучения включает нелинейный преобразователь 1 излучения, узел 3 крепления, выполненный в виде системы смещения и основания, на котором установлены тепловой фильтр 4 и микрообьектив 5, линзу б, светоделитель 7, первое 8 и второе 9 полупрозрачные зеркала, держатель 10 контролируемого объекта и держатель 11 эталонного объекта, систему 12 управления лазером, нелинейным преобразователем излучения и узлом крепления.

Блоки измерения деформаций содержит последовательно по ходу излучения в канале наблюдения эталонного объекта первый объектив 13, первое зеркало 14 и регистрирующую среду 15, а в канале наблюдения контролируемого объекта соответственно второй объектив 16, второе зеркало 17 и регистрирующую среду 15.

Система управления обеспечивает работу устройства в двух режимах: первый режим — запись голограммы, второй ре>ким— нагрев. При работе на первом режиме система управления обеспечивает пуск лазера

1, включение нелинейного преобразователя 2 излучения, приводящее к преобразованию излучения во вторую гармонику, соответствующую длине волны 0,52 мкм. введение на оптическую ось устройства основания узла 3 крепления с расположенными на нем тепловым фильтром 4 и микрообъективом 5. При работе в режиме нагрева система управления обеспечивает пуск лазера 1,. выключение нелинейного преобразователя 2 излучения, удаление. с оптической оси основания узла 3 крепления.

55 ческой оси. Следовательно, излучение после нелинейного преобразователя 2 попадает сразу на линзу 6. находящуюся на расстоянии от ка>кдого из держателей 10 и

11 обьектов, равном ее фокусному расстоянию. Таким образом, излучение после раз5

В режиме записи голограммы ус;ройство работает следующим образом. Излучение от лазера 1 попадает на нелинейный преобразователь 2 излучения, находящийся во включенном состоянии, что приводит к преобразованию излучения во вторую гармонику, Далее излучение видимого диапазона проходит через тепловой фильтр 4, обеспечивающий защиту регистрирующей среды, и микрообьектив 5, размещенные на основании узла 3 крепления, введенного с помощью системы смещения, выполненной в виде электромагнита, на оптическую ось устройства. Микрообьектив 5 при этом установлен на расстоянии от линзы 6, равном ее фокусному расстоянию. Следовательно, микрообьектив 5 и линза 6 обеспечивают преобразование излучения в коллимированное световое поле. Далее с помощью светоделителя 7 и полупрозрачных зеркал

8 и 9 осуществляется создание двух одинаковых пучков освещения поверхностей эталонного и контролируемого объектов соответственно, направления распространения которых симметричны относительно оптической оси устройства, Отраженное каждым из обьектов излучение доставляется на регистрирующую среду 15 с помощью двух входящих в блок измерения деформаций каналов наблюдения, состоящих из объективов 13 и 16 и зеркал 14 и 17 и располо>кенных симметрично оптической оси устройства. При этом регистрирующая среда

15 располо>кена на оптической оси устройства. Каждый из каналов наблюдения формирует в области регистрирующей среды 15 резкое изображение освещенной поверхности соответствующего обьекта, причем в силу симметричности блока измерения относительно оптической оси устройства эти изображения сопряжены одно с другим и с плоскостью регистрирующей среды 15, При этом осуществляется запись разностной интерференционной картины, вид которой определяется только характером внутренних напряжений, а влияние внешнего воздействия исключено, В режиме нагрева устройство работает следующим образом. Излучение лазера 1 проходит через нелинейный преобразоваTi1b 2 излучения, находящийся B выключенном состоянии. Основание узла 3 крепления с закрепленными на нем тепловым фильтром 4 и микрообьективом 5 удалено с опти1640538 деления его на два одинаковых пучка светоделителем 7 и полупрозрачными зеркалами

8 и 9 сфокусировано на поверхности каждого из обьектов. При этом осуществляется тепловое нагружение,объектов, приводящее к изменению их напряженно-деформированного состояния. Это изменение фиксируется в виде интерференционной картины, путем расшифровки которой определяются внутренние наряжения, Формула изобретения

Составитель В,Костюченко

Редактор А.Козориз Техред M.Moðãåíòýë Корректор А.Обручар

Заказ 1012 Тираж 395 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

1, Устройстводля определения внутренних напряжений в обьекте, содержащее блок воздействия, предназначенный для изменения напряженно-деформированного состояния контролируемого обьекта и включающий импульсный лазер и линзу, блок измерения деформаций, выполненный в виде голографического интерферометра, и держатель контролируемого обьекта, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено держателем эталонного объекта, размещенным симметрично дер>кателю контролируемого объекта относительно оптической оси распространения лазерного излучения, установленными в блоке воздействия последовательно по ходу излучения вдоль оптической оси между лазером и линзой нелинейным преобразователем излучения и узлом крепления с системой смещения, установленным с возможностью перемещения в направлении, не совпадающем с оптической осью, размещенными последовательно по ходу излучения в узле крепления тепловым фильтром и микрообьективом, устновленным от линзы на расстоянии, раьном фокусному расстоянию линзы, 5 оптической системой формирования освещающих пучков, предназначенной для создания двух одинаковых пучков, направления распространения которых симметричны относительно оптической оси, и

10 системой управления, выходы которой соединены соответственно с входами лазера, нелинейного преобразователя излучения и узла крепления, а блок измерения деформаций выполнен в виде первого и второго

15 зеркал, первого и второго объективов и регистрирующей среды, первое зеркало и первый объектив и второе зеркало и второй объектив размещены по ходу пучков, отраженных соответственно от контролируе20 мого и эталонного объектов, симметрично оптической оси устройства и установлены из условия оптического сопряжения плоскости держателей контролируемого и эталонного объектов с плоскостью регистрирующей

25 среды, 2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что оптическая система формирования пучков выполнена в виде светоделите30 ля, расположенного на оптической оси за линзой, и первого и второго полупрозрачных зеркал, установленных эа светоделителем по ходу каждого из разделенных пучков.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е35 с я тем, что система смещения узла крепления выполнена в виде электромагнита.