Способ голографической интерферо-метрии

 

Союз Советскик

Социалистическик республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ. (it> 818503 (61) Дополнительный к патенту .(22) Заявлено 020278 (21} 2575949/18-2 (23) Приоритет ° (32) 03 . 02 . 77 (31) 7701188-0 (33) Швеция

Опубликовано 30.0381. оюллетень. Йо 12 (51)M Kjl 3

G 01 В 9/021

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 772.99

,088.8) Дата опубликования описания 050481 (72) Автор изобретения

Иностранец

Нильс Абрамсон (Швеция) (71) заявитель (54) СПОСОБ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

Изобретение относится к голограАйческой интерйерометрии и может быть использовано для измерения деформации механических конструкций в голографическом неразрушающем метоце контроля.

Известны способы голографической интераерометрии, заключающиеся в регистрации голограммы до и после дейормации методом двойной экспозиции.

Важным условием при этом является устойчивость голографической установки. При восстановлении голограммы образуется трехлучное изображение, покрытое интерференционными полосами, по которым судят об изменениях происшедших с объЕктом $1) .

Наиболее близким к предлагаемому является способ голографической интерферометрии, заключающийся в том, что записывают голограммы, соответствующие разным состояниям объекта, на разные регистрирующие пластины и восстанавливают голографическую интер- 25 ферограмму.

Преимущество,цанного способа за- . ключается в том, что даже после разборки экспериментального оборудования могут изучаться Различные комбинации нагрузок путем комбинирования разных голограмм. Эффект общего перемещения объекта может устранять-, ся и, таким образом можно изучать малые деформации, несмотря на наличие значительных смещений всего объекта, для получения максимума информации можно изменять интерференционную картину, а также можно моцелировать различные,цеформации (вперед и назад)(21.

Однако обычная голография является высоко чувствительной к смещениям и вибрации. Одним из решений этой проблемы является уменьшение времени экспозиции до такой степени, что смещение за время экспонирования не превышает допустимое (не более 0,25).

Для этой цели используются импульсные рубиновые лазеры с продолжительностью импульса 20 нс, и интервалом между импульсами порядка 1 мс, что позволяет воспроизводить даже быстродействующие предметы. Однако при измерении,цеформации посредством сдвоенных импульсов следствием движения объекта за время между двумя импульсами к интерференционной картине от ,цеформации объекта являются дополни« тельные.интерференционные полосы, возникающие от смещения объекта. Это может привести к невозможности выпол818503 неия измерений, так как интерференционные полосы от движения исследуемого объекта полностью могут скрыть информацию о деформации объекта. Поэтому желательно, чтобы голографическая информация от экспонирования двойным импульсом фиксировалась на двух разлйчных голографических пластинах.

Реализация известного способа требует соблюдения строгих. условий стабильности установки.и строгого соответствия при восстановлении первоначальных ус- I ловий записи.

Цель изобретения - увеличение чув° ствительности способа и возможности определения направления перемещения объекта. 3S

Поставленная цель достигается тем, что в способе голографической интерферометрии, заключающемся в том, что записывают голограммы, соответствующие разным состояниям объекта, на Щ разные регистрирующие пластины и восстанавливают голографическую интерферограмму, регистрирующие пластины перемещают между экспозициями со скоростью 25 где — длина волны излучения;

t — время экспозиции, о6 —,полуугол между предметным и опорным пучками, таким образом, чтобы запись голограмм производилась на различных участках регистрирующих пластин, а при восстановлении иэображения регистрирующие пластины смещают друг относительно ,друга таким образом, чтобы запись от первого экспонирования совпадала с за- писью от второго экспонирования и по 40 полученным полосам судят о движении и деформации исследуемого объекта.

Способ осуществляется следующим образом.

Изменением смещения пластин интер- 45 ференцио ные линии, возникающие вследствие движения объекта, устраняются так, что остаются только полосы от деформации объекта. Измеряя величину и направление смещения голограмм, 5О вычисляют величину и направление смещения и деформации объекта. С помощью, специально расчитаниого смещения градиент движения объекта делают соответствующим наклону интерференционных полос, который может считьзвать- ся с достаточной точностью, а не про.изводной от плотности полос. Таким образом, например, вычисляют напряжения, возникающие при изгибе объекта, и легко находят участок, подвер- Щ) женный максимальной нагрузке. Кроме того, дополнительным смещением пластин выполняют другие комбинации голограммной записи, когда лазер генерирует более двух импульсов. 65 т

Чтобы не иметь специального пускового импульса,цля начала движения пластин и чтобы избежать действия больших сил ускорения на голограммные пластины, пластины выполняются посто- янно вращающимися до, во время,и после экспонирования. При этом ось вращения голограммных пластин располагается перпендикулярно поверхности пластинки и так, что часть пластинки всегда находится за прорезью и экране (экран с прорезью устанавливается,цля ограничения экспонируемых участков на регистрирующей пластине).

П р.и м е р.

Время экспозиции, t, нс 24

Интервал между импульсаМИ) Т) МС 0,В»

Минимальное расстояние между интерференционными полосами на регистрирующей пластине, d, Максимальный угол между лазерными пучками, освещающими регистрирующую пластину, 2 oG град 45

Расстояние между экспонированными участками на пластине О

Максимально допустимое перемещение пластины д во время экспонирования

Максимально допустимая скорость перемещения пластины, 3. ОЬ32З t0 1- . - )М/С

t,.B jha, 24 10 8:0,Ъво

Расстояние от экспонируемого участка на пластине до оси вращения, R, 4

Скорость вращения, и ЬО 2054 т 06.(МКН

В этом случае, следовательно, максимаЛьно возможное число оборотов достигается порядка 2000 об./мин,при этом промежуток между экспонированными участками равен

Ч. ° Т = 8,б 0,5 ° 10

4)3 мм»

Когда промежуток между экспонированными участками на регистрирующей пластине равен 2,23 мм, прорезь в экране также должна быть соответствующей ширины, а два экспонированных участка могут занимать максимальную площадь пластины, не перерывая друг друга.

Когда. желательно иметь большую экспонированную площадь, прежде всего, может быть снижено влияние угла 2 06:. путем такого направления опорного пучка относительно предметного, при котором полученные интерференционные по818503

Формула изобретения

Составитель Е. Артамонова

Редактор И. Рмтравка Техред E.Гаврилешко Корректор Н. Стец, тираж Подписное

ВНИИБИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий

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

Заказ.

Филиал ППП "Патент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 лоси располагаются в значительной степени параллельно направлению движения пластины, т. е. перпендикулярно радиусу. Это достигается в том случае, если опорный пучок, прорезь, объект и ось вращения пластины лежат в одной плоскости. При нахождении опорного пучка в этой плоскости и кроме того, при поцдержании угла между опорным и предметным пучками малым, угол, дающий появление полос, перпендикулярных направлению вращения пластины, определяется только углом визирования объекта. Практически минимальное значение этого угла может быть sin 2о =

= 0,1 (т. е. объект имеет размеры 0,1х х 0,1 м на расстоянии около 1 м). При >$

si 2à 0,1, вместо 2 й. 45е, максимальная скорость вращения, равная

7523 об./мин, и минимальная ширина (0), равная. 15,77 мм, достигаются.

Когда такая мерина прорези недо- Я статочна или.когда желательна иметь более короткий интервал (т) между импуяьсами,. например» прн высокой скОрости вращения Объекта прюрезь в экране ааоааех быть заменена несколь- кими прорезями, при эМм каждая имеет ширину i}, и расстояние между ними равно 9. Ирорези должны быть и э качи тельной степени параллельны друг другу аа насколько возможно перпеи дикулярны движению регистрирующей пластины.

Изобретение позволяет повысить чувствительность способа и..дает Ioaможность определений направления beремвщения объекта. Иреимущеотвси является также возможность. измерения перемЕщення.Объекта в несколько.де- сятков .раз больше, чем аа известных, способах. изобретение позволяет голографкчески воспроизводить быстродей- 40 ствующиеся объекты.

Споооб голографической интерАеро метрии, заключающийся в том, что записывают голограммы, соответствующие разным состояниям объекта, на разные регистрирующие пластины н восстанавливают голографическую интераерограм му, отличающийся тем, что, с целью увеличения чувствительности способа и возможности определе.ния направления перемещения объекта, регистрирующие пластины перемещают между экспозициямн со скоросты

% ч

t 8siaa g, где х — длина волны излучения»

t — время экспозиции; а — полуугол между пре,цметным и опорным пучками, таким образом, чтобы запись голограмм производилась на различных участках регистрирующих пластин, а при восстановлении иэображения регистрирующие тщастииы смещают друг относительно дРУга Заким образом, .чтобы запись от . первого экспонирования совпадала с записью от второго экспонирования и пе полученным полосам судят î движении я дефОрмацин исследуемого объекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i. Кольер Р.. и др. Оптическая голография. M. "Мир", 1973, с. 473-493.

2. Abreaison И11в Sandwich Но1о9гае

Jnterfегоeetry à New Dimension 1п

Holographic Соерагison. — "Аррl!ed

Opt i с s", 1974, vol . 13, 99, р. 20192025 (прототип).