Способ определения деформаций диффузно-рассивающих поверхностей деталей
Союз Советских
Социалистических
Республик
О П И С А Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. Q 01 В 11/16 (22)Заявлено 16.01.81(21) 3235892/25-28 с присоединением заявки № (23) Приоритет Опубликовано 23.08.82 ° Бюллетень №31 Дата опубликования описания 23 . 08 .82 " 9кударстакнный комнтет СССР до делам изаоретеннй и открытий (53) УДК 31.781..2(088.8). (72) Авторы изобретения В.Г.Гусев и Ю.Д.Копытин Институт оптики атмосферы Томского филиала ) Сибирского отделения AH СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ДИФФУЗНОРАССЕИВАЮЦИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ Изобретение относится к голографической интерферометрии и может быть использовано при бесконтактном контроле деформаций диффузнорассеивающей излучение поверхности детали при испытаниях элементов констру кций . Известен способ определения деформаций диффузно-рассеивающих no" верхностей деталей, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность когерентным излучением, записывают с помощью линзы на фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, вос" станавливают запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через фотопластинку, регистрируют интерферограмму и измеряют расстояние между максимумами интер" ференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали j1 J. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является способ определения деформаций диффузно-рассеивающих поверхностей детали, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность когерентным. излучением с плоской волной, записывают с помощью линзы на фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, восстанавливают. запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через фотопластинку, регистрируют интерферограмму и измеряют расстояние между максимумами интерференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали 2). 2о Недостатком этих способов является невозможность контроля малых (от долей микрометров до десятков микрометров) и относительно больших (свыше сотен микрометров)деформаций 953456 3 точек поверхности из-за увеличения частоты интерференционных полос при контроле больших деформаций, что препятствует регистрации и расшифровке интерферограмм, или уменьшения частоты интерференционных полос при контроле малых смещений, что снижает точность измерений, или измерения вообще невозможно провести, так как интерференционные полосы ста"(О новятся бесконечно широкими. Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Поставленная цель достигается тем, . что согласно способу определения деформаций диффузно-рассеивающихся поверхностей детали, заключающемуся в том, что освещают исследуемую поверхность когерентным излучением, записывают с помощью линзы на Фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, восстанавливают..запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через фотопластинку, реги-. стрируют интерферограмму и измеряют расстояния между максимумами интерференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали, исследуемую поверхность освещают излучением со сферической волной, записывают с помощью линзы на фотопла" стинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, при восстановлении 35 записи регистрируют интерферограмму на расстоянии от фотопластинки 1= Х Щ + F 2 где F - радиус кривизны сферической волны; - Фокусные расстояния линзы; Z расстояние от объекта до Факусирующей линзы Z расстояние от Фокусирующей линзы до фотопластинки и измеряют расстояние между максимума .ьо ми интерференционных полос, по кото- рым определяют деформацию поверхности детали. На Фиг. 1 изображено устройство для записи голограммы сфокусированных изображений поверхности детали, определяющие малые деформации (от долей микрометров до десятков микроф метров); на фиг. 2 - то же для больших деформаций (свыше сотен микрометров); на фиг. 3 — схема регистрации интерферограмм. Устройство содержит лазер 1, линзы 2 и 3, расширяющие пучок лазера, светоделитель 4, разделяющий световой пучок на два канала. Один канал содержит зеркало 5, нейтральный светофильтр 6, линзу 7 и фотопластинку 8. Второй канал - деформируемую деталь 9, линзу 10 и фотопластинку 8. Линза l! предназначена для образования сферической волны, как сходящейся (фиг. 1), где а - расстояние от..светоделителя 4 до деформируемой детали 9, так и расходящейся (фиг. 2), где. b - расстояние от светоделителя 4 до деформируемой .детали 9. Для регистрации интерферограммы (фиг. 3) служит прибор 12 (Фотоап-парат, телекамера и т.п.), устанавливаемый на расстоянии от фотопластинки F-f й» / ( где F - радиус кривизны сферической волны; - фокусные расстояния линзы", Z - расстояние от исследуемой 1 поверхности до линзы; Z - расстояние от линзы до фо(2 т опла ст инки . Способ определения деформаций диффузно-рассеивающих поверхностей осу. ществляется следующим образом. Пучок лазера 1 линзами 2 и 3 расширяют и разделяют светоделителем 4 на два канала. В одном канале све.товой луч, отраженный от зеркала 5 и сформированный линзой 7 в плоскопараллельный пучок, освещает фотопластинку. 8, образуя опорную волну. Интенсивность опорной волны регулируют с помощью набора нейтральных светофильтров б. Во втором канале световой луч освещает деформируемую деталь 9 ° Линза 11 обеспечивает излучение со сферической волной, как. сходящейся (фиг. 1), так и расходящейся (фиг. 2). Изображение деформируемой детали 9 с помощью линзы 10 строят в плоскости Фотопластинки 8, образуя объектную волну . - За время первой экспозиции регистрируется поверхность детали 9 до 5 95 деформации, за время второй экспозиции - после деформации. После обработки Фотопластинку 8 освещают неразведенным лазерным пучком (фиг. 3), а интерферограмму фиксируют прибором 12, расположенным на расстоянии 0 от фотопластинки 8. Затем измеряют расстояние между максимумами интерференционных полос, по которым определяют деформацию детали 9. В случае, когда коэффициенты увеличения оптической системы равны единице (наиболее часто встречающемся на практике), т.е.. Z<=Z<=2f, интерференционные полосы могут быть F+M получены при деформации в раз Vменьшей .при освещении детали сходящейся сферической волной, чем при освещеннии плоской волной, что позволяет осуществить контроль малых сме" щений точек поверхности. Если деталь освещается расходящейся сферической волной, то интерференционные полосы могут быть получены при деF-М формации раз меньшей, чем при освещении плоской волной, при коэффициенте увеличения равном единице. Таким образом, по предложенному способу можно измерять деформации диффузно-рассеивающих поверхностей ; детаЛей от величин соизмеримых с длиной волны оптического излучения и выше. / где Г .- радиус кривизны сферической волны; f - Фокусное расстояние линзы; 30 Z - расстояние от исследуемой 1 поверхности до линзы; Z - расстояние от линзы до фо1 . топластинки. Источники информации, 35 принятые во внимание при экспертизе Gilbert l.À. and Exner G.À. Experimental Mechanics - Т. 18, и 10, 1978, с. 382. 2. Островский О.И., Бутусов И.M., 40 Островская Г В Голографическая ин терферометрия. И., "Наука", 1977, с. 274 (прототип). формула изобретения Способ определения деформаций диффуэно-рассеивающих поверхностей 3456 6 деталей, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность когерентным излучением, записывают с помощью линзы на Фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и.после деформации, восстанавливают запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через фотопластинку, регистl0 рируют интерферограмму и измеряют расстояние между максимумами интерФеренционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали, отличающийся тем, что, ! 5 с целью расшиРения диапазона измерения, исследуемую поверхность освеща. ют излучением со сферической волной, а при восстановлении записи регистрируют интерферограмму на расстоянии 20 от фотопластинки 953456 иг. Составитель g, Стуйт Редактор С.Патрушева Техред С. Мигунова Корректор В.Бутяга Заказ 2 0 7 Тираж 1 Подписное ВНИИИИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 
