Устройство для измерения параметров колебаний объекта

к,гцу ЕТЕН 2их абьектов, Целью лзоувеличение ин;рормзтиведеления относительной ний и повышение помеха- счет компенсации смещек целого. Посредством ешетки 2 и объектива 3 от ентного излучения формиельных другу пучка, котоьно отражаясь от обьекта ельной пластины 4, попа. мник 5, которые преобраь в электрический сигнал в блоке 6, 1 з.п, ф-лы, 1 ил. итут механизаци олодо во СССР , 1981.ИЗМЕРЕНИЯ ПАОБЪЕКТА -ся к контрольно- и предназначено ов колебаний дифплоскопараллельной ленной под углом т толщиной с = ,п - 0 преломления плоско ной пластины; фото инерционностью и ап тановлен вдоль опти нии . = О ОЯ от обьектива, где б - пучка в фокальной блока 6 регистрации, чески связан с выхо компенсационных стеклянных пластин начен контролируемУстройство рабо зом. параллельнои стеклянприемника 5 с малой ертурой О, который усческой оси на расстояфокальной плоскости диаметр осваивающего плоскос 1 и обьектива; вход которого электридом фотоприемника 5; плоскопаоаллельных 7 и 8, Позицией 9 обозый объект,тает следующим обраИзлучение от источника 1 дифракционную решетку 2. после результате дифракции образуется Эти пучки попадают на обьектив 3 ленный на фокусном расстоянии 1 ки 2, Обьектив 3 преобразует пуч их оси становятся параллельным адает на которой в два пуа. , установот решети так, и рас ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ1(71) Мелитопольский инссельского хозяйства(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРАМЕТРОВ КОЛЕБАНИЙ(57) Изобретение оносиизмерительной техникедля измерения параметр Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения амплитуд и фаз колебаний диффузно-отражающих объектов методами фотоэлектронной спекл-интерферометрии в реальном времени.Целью изобретения является повышение информативности за счет измерения относительной амплитуды нормальных колебаний двух точек исследуемой поверхности, находящихся на заданном расстоянии одна от другой. и повышение помехозащищенности измерений путем компенсации смещений обьекта как целоо,На чертеже схематически изображено устройство для измерения параметров колебаний диффузно-отражающего обьекта.Устройство состоит из источника 1 когерентноо излучателя (лазер): дифракционной решетки 2 с углом дифракции а: обьектива 3, установленного на рассонии 1" О 2 сто а от дифракционной решетки 2, где- фокусное расстояние обьектива, т - расстояние между исследуемыми точками объекта; фузно отражающ бретения является ности за счет опр амплитуды колеба защищенности за ния обьекта ка дифракционной р источника 1 когер руется два паралл рые, последовател 9 и плоскопаралл даат на фотоприе зует интенсивност обрабатываемый пластины 4, установ- С 4 к оптической оси и 5, где и - показатель40 тому, что оптическая система дифракционная решетка - объектив позволяет сущест 50 ложенн ыми на расстоянии т = 21 т 9 а друг от друга, Пучки фокусируют в точки на поверхности объекта 9 и, отразившись от нее, попадают на плоскопараллельную пластину 4. Благодаря ориентации пластины под углом к/4 к оси распространени в и выбору ее толщины, равной д = - 0,5, отраженгные от ее граней совмещаются в плоскости регистрации с получением широких интерференционных полос. Распределение интенсивности в плоскости регистрации фиксируется фотоприемником 5 с малой инерционностью, установленным на расстоянии Е = б О/Л от фокальной плоскости объектива 3, в которой расположен исследуемый объект, где б - диаметр пучков в фокальной плоскости объектива 3, О - диаметр апертуры фотоприемника 5, Л - длина волны излучения источника 1.Для регистрации фотоприемником 5 изменения интенсивности интерференционной картины, образованной двумя спекл-полями волн, отраженных от двух исследуемых точек диффузно рассеивающего объекта, необходимо, чтобы, во-первых, диаметр апертуры фотоприемника не превышал ширины одной интерференционной полосы; во-вторых, размеры спекл-структуры должны быть сравнимы с размерами апертуры фотоприемника.Выполнение первого условия обеспечивается тем, что установка плоскопараллельной пластины заданной толщины под углом л/4 к оптической оси позволяет совместить изображение исследуемых точек и получить интерференционные достаточно широкие полосы в пространстве регистрации. Кроме того, с целью получения интерференционной спекл-картины с достаточно широкими полосами (ширина полос больше диаметра апертуры ФЭУ) на пути интерферирующих волн установлены компенсационные плоскопараллельные стеклянные пластины 7 и 8. Второе условие выполняется благодаря венно (в 40 - 50 раз) уменьшить диаметр освещающего поверхность пучка и, таким образом, минимальный диаметр спеклов е" Юа существенно возрастает, Кроме того, фотоприемник с апертурой О размещается на определенном минимально возможном расстоянии 1 от объекта вдоль оптической оси устройства. Существенно уменьшить апертуру фотоприемника или увеличить расстояние . от фотоприемника до объекта не позволяют ограниченные чувствительность фотоприемника и мощность используемого лазера. Фокусировка пучка 10 15 20 25 30 35 лазерного излучения на поверхность объекта, кроме того, позволяет уменьшить область поверхности, по которой происходит усреднение измеряемой амплитуды колебаний.Изменение интенсивности интерференционной картины, образованной волнами, отраженными от двух точек исследуемой поверхности, зарегистрированное фотоприемником 5 малой инерционности, преобразуется в электрический сигнал. По временной эволюции электрического сигнала определяется относительная амплитуда а гармонических колебаний двух исследуемых точек для случая, когда начальная разность фаз оптических волн равна л/2а = - лК+( - 1) агсз 1 п 1/ь,Лгде Л - длина волны используемого лазера;11 - значение сигнала в точке 2 лй+ р = 7 г/2;1 - частота;р- фаза относительных колебаний; о - максимальное значение электрического сигнала;К = О, 1, 2, . - число минимумов за половину периода на осциллограмме.Относительная фаза колебаний двух точек может быть определена следующим образом:= агССОЗ Й + а - аф 2 а 1 а 2где а 1, аг - амплитуды колебаний двух исследуемых точек, которые определяются предварительно любым из известных способов,Формула изобретения 1. Устройство для измерения параметров колебаний обьекта, содержащее источник когерентного излучения и расположенные по ходу излучения объектив, держатель объекта, фотоприемник и блок регистрации, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности и помехозащищенности, оно снабжено дифракционной решеткой, установленной по ходу излучения между источником когерентного излучения и объективом, и плоскопарал,рльнай пластиной толщиной д = 21 щ а 1 п - 0,5 . где 1 - фокусное расстояние объектива, й - угол дифракционной решетки, и - показатель преломления материала пластины, размещенный между объективом и держателем объекта и ориентированной под углом д/4 к направлению потока излучения, держатель объекта установлен в фокальной плоскости объектива, а фотоприемник размещен на расстояниипо ходу излучения от фокальной плоскости,Беск аказ 1979 Тираж 318 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина. 10 объектива, удовлетворяющим соотношению Е = б ОЙ, где б - диаметр пучка излучения в фокальной плоскости объектива, О - диаметр апертуры фотоприемника, Х - длина волны когерентного излучения. 52. Устройство по п,1, о тл и ча ю щеес я тем, что; с целью измерения параметров колебаний по всей поверхности объема, де-:ржатель объекта установлен с возможностью перемещения по трем взаимноортогональным направлением, одно из которых ориентировано вдоль оптической осиобъектива,