Способ измерения виброускорений и устройство для его осуществления
(11)
ИЗОБРЕТЕНИЯ
Союз Советсчик
Социалнстическик
Республик
К ЛВтОРСНОМЮ СВИДНЕЛЬСтЕУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву
Р1>М. Кл . (22) Заявлено 13.02,80(21)2883940/18-10 с присоединением заявки М (23) Приоритет
6 01 P 15/03
Гасударственный камитет
llo делам изобретений и открытий
Опубликовано 30.10.81 Бюллетень № 40
Дата опубликования описания 30,10.81 (53) УДК з31.768 (088.8) (72) Авторы изобретения
И. Н. Габелко, В.Н. Парфенов, B. В. С и Г. Г. Тертышный ( (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВИБРОУСКОРЕНИЙ И УСТРОЙСТВО
ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
15 ния (2) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к виброметрии.
Известен способ измерения виброускорений, основанный на использовании пьезоэффекта, Сущность способа заклю5 чается в том, что пьезочувствительный элемент крепится между исследуемым объектом и инерционной массой, которая при возбуждении объекта оказыва10 ет механическое воздействие на пьезоэлемент, преобразующий механические колебания в электрический сигнал (11, Недостатки указанного способа— контактность и невозможность его использования для измерений виброускорений объектов, массы которых меньше или соизмеримы с массой чувствительного элемента.
Известен также способ измерения виброускорений, основанный на анализе доплеровской частоты от ускореВ данном способе и устройстве для его осуществления отраженный от объекта луч света от источника когерент. ного излучения разбивают на деа луча в разветвителе, один из которых является опорным, а другой — зондирующим. Отраженный от объекта зондирующий луч смешивают с опорным, создавая на выходе частоту биений, пропорциональных линейному ускорению движущегося объекта.
Недостатком известного способа и устройства для его осуществления является то, что он позволяет произво" дить измерения только линейных ускорений, причем усредненные значения ускорения на рабочем участке движения объекта (падающего тела). Кроме того, на точность измерения сказы» вается также нестабильность частоты излучения источника, влияющая на час. тоту биений зондирующего и опорного сигналов.
877ф44
15
25
35
Цель изобретения - повышение точности измерения виброускорений.
Указанияа цель достигается тем, что в способе, включающем анализ диплеровского смещения частоты света, идущий от объекта отраженный луч разбивают на два,.при этом осуществляют оптическую задержку одного из лучей,. затем оба луча смешивают и направляют на фотодетектор, анализируют сигнал с выхода фотодетектора и выделяют переменную составляющую сигнала, пропорциональную разности доп.-. леровских сдвигов частот лучей, отраженных от объекта в различное время с интервалом ЬС, а.виброускорение вычисляют по формуле
g IL LL LdA
2 ь где Л вЂ” длина волны зондирующего сигнала;
6 L; — время задержки оптической линии; ам — разность доплеровских сдвигов частот отраженных лучей от объекта. . Цель изобретения обеспечивается также тем, что s устройстве, содержащем источник когерентного света и фотодетектор, установлен двухлучевой интерферометр, в одном из плеч которого размещена оптическая линия задержки, выполненная, например, в виде правильного цилиндра, заполненного средой с отличным от основной среды коэффициентом преломления, в котором размещено устройство.
На чертеже представлена принципиальная оптическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа.
Устройство содержит источник 1 когерентного света, отражательное зеркало 2, светоделительные зеркала 35, оптическую линию 6 задержки и фотодетектор 7.
Устройство работает следующим образом. .От источника 1 излучения луч света направляют в исследуемую точку объекта 2. Отражений от исследуемой точки объекта 2 когерентный луч света направляют в двухлучевой интерферометр. Посредством зеркала 3 его разделяют на два луча. Луч д направляют зеркалом 5 на светоделитель 4,. луч о посредством зеркала 2 — на светоделитель 4 через оптическую линию задержки 6. Совмещенные на светоделителе 4 лучи ц и 6 направляют на фотодетектор 7. С помощью фотодетектора 7 производится преобразование распределения интенсивности в интерференционной картине, образованной лучами а и 6, в электрический сигнал, который может подаваться на осциллограф, счетчик. Далее анализирует ся переменная составляющая этого электрического сигнала.
Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его реализации позволяет повысить достоверность измерений и расширяет возможности при,менения.
Способ осуществляют следующим образом.
В выбранной плоскости пространства происходит интерференция двух . волновых фронтов света, каждый из которых имеет доплеровский сдвиг час-. тоты, соответствующий различным виб-, 45 роскоростям V1 и Vg, характеризующим динамический процесс в .разные моменты времени 1„ и tg, отличающиеся на время усреднения и . Интерференция двух лучей, имеющих различные доплеровские сдвиги частоты, приво-.—, дит к появлению сигнала биений между этими частотами, который характеризует разность этих частот. Мгновенное значение разности этих частот пропорционально усреднененному на интервале Ь с значению ускорения динамического процесса.
Формула изобретения
1. Способ измерения виброускорений, включающйй определение, сдвига частоты отраженного от объекта когерентного луча света, о т л и ч а ю ." шийся тем, что, с целью повыше-. ния точности измерений, отраженный от объекта луч света разбивают на два луча, осуществляют оптическую задержку одного из них и по мгновенной .разности доплеровских сдвигов частот волновых фронтов лучей, отраженных от объекта в разное время, определяют виброускорение по формуле
Л дед х= т., где X - виброускоренне; .
Л вЂ” длина волны зондирующего сигнала, 77444 6 ником когерентного света и фотоде3 тектором двухлучевой интерферометр., в одном из плеч которого размещена оптическая линия задержки.
Составитель Б. Сычев
Техред.М.Голинка Корректор У. Пономаренко
Редактор Е;- Дичинская
Заказ 9606/69 Тираж 910 Подписное
ВНИИПИ государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 г
1. Филиал ППП "Патент"„ r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Al — время .задержки оптической линии о 4- разность доплеровских сдвигов частот лучей, отраженных от объекта.
1. Устройство для осуществления способа измерения виброускорений по п. 1, содержащее источник когерентного света и фотодетектор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что в него введен оптически связанный с источ5
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Пориш Ю. И. Виброметрия. М., 1963, с. 568.
to 2. Авторское свидетельство СССР
1l- 508740, кл. G 01 Р 15/08, 1973.
