Способ голографической интерферо-метрии

Союз Советскик Социалистическик республик(51)М. Кл. С 01 В 9/021 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытий,088.8) Дата опубликования описания 050481(72) Автор изобретения ИностранецНильс Абрамсон (Швеция)(54) С Изобретение относится к голограАйческой интерйерометрии и может быть использовано для измерения деформации механических конструкций в голографическом неразрушающем методе конт роля.Известны способы голографической интерйерометрии, заключающиеся в регистрации голограммы до и после деАормации 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 интерФерограмму.Преимущество,цанного способа заключается в том, что даже после разборки экспериментального оборудования могут изучаться различные комбинации нагрузок путем комбинирования разных голограмм, ЭФфект общегоперемещения объекта может устранять-,ся и, таким образом можно изучатьмалые деформации, несмотря на наличиезначительных смещений всего объекта,для получения максимума информацииможно изменять интерференционную картину, а также можно моцелировать раз О личные,цеформации (вперед и назад)121,Однако обычная голография является высоко чувствительной к смещениями вибрации. Одним из решений этойпроблемы является уменьшение времениэкспозиции до такой степени, что смещение за время экспонирования не превышает,цопустимое (не более 0,25).Для этой цели используются импульсные рубиновые лазеры с продолжительностью импульса 20 нс, и интерваломмежду импульсами порядка 1 мс, чтопозволяет воспроизводить даже быстродействующие предметы. Однако при измерении,цеформации посредством сдвоенных импульсов следствием движенияобъекта за время между двумя импульсами к интерференционной картине от,цеформации объекта являются дополнительные,интерференционные полосы, ЗО возникающие от смещения объекта. Этоможет привести к невозможности выполнеия измерений, так как интерФеренционные полосы от движения исслецуемого 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- О, ловий записи.Цель изобретеНия - увеличение чув ствительности способа и возможности определения направления перемещения объекта. 15Поставленная цель достигается тем, что в способе голографической интерферометрии, заключающемся в том, что записывают голограммы, соответствующие разным состояниям объекта, на 2 О разные регистрирующие пластины и восстанавливают голограФическую интерферограмму, регистрирующие пластины перемещают между экспозициями со скоростью 25 где- длина волны излучения;30с - время экспозиции,06 - ,полуугол между предметным иопорным пучками,таким образом, чтобы запись голограммпроизводилась на различных участкахрегистрирующих пластин, а при восстановлении иэображения регистрирующиепластины смещают друг относительнодруга таким образом, чтобы запись отпервого экспонирования совпадала с за-писью от второго экспонирования и по 40полученным полосам судят о движениии деформации исследуемого объекта,Способ осуществляется следующимобразом.ИзменениЕм смещения пластин интерФеренцное ные линии, возникающие вследствие движения объекта, устраняютсятак, что остаются только полосы отдеформации объекта. Измеряя величинуи направление смещения голограмм,вычисляют величину и направление смещения и деформации объекта. С помощью,специально расчитанного смещенияградиент движения объекта делают соответствующим наклону интерференционных полос, который может считывать-ся с,цостаточной точностью,а не про.изводной от плотности полос. Такимобразом, например, вычисляют напряжения, возникающие при изгибе объекта, и легко находят участок, подверженный максимальной нагрузке, Крометого, дополнительным смещением пластин выполняют другие комбинации голограммной записи, когда лазер генерирует более двух импульсов. 65 тЧтобы не иметь специального пускового импульса,цля начала движенияпластин и чтобы избежать действиябольших сил ускорения на голограммныепластины, пластины выполняются посто-янно вращающимися до, во время,ипосле экспонирования. При этом осьвращения голограммных пластин располагается перпендикулярно поверхности пластинки и так, что часть пластинки всегда находится за прорезьюи экране (экран с прорезью устанавливается,цля ограничения экспонируемыхучастков на регистрирующей пластине).П р.и м е р.Время экспозиции, Ф, нс 24Интервал между импульсамиу Тф мс 0,5Минимальное расстояниемежду интерференционнымиполосами на регистрирующей пластине, 4,Максимальный угол между щлазерными пучками, освещающими регистрирующуюпластину, 2 об, град 45Расстояние между экспонированными участкамина пластине ОМаксимально допустимоеперемещение пластины дво время экспонированияМаксимально допустимаяскорость перемещенияпластины,Х О,Ь 328 10в(с851 п х, 24 108:0 ЪВЪРасстояние от экспонируемого участка на пластинедо оси вращения, В, 4Скорость вращения,й ЬО 2054сэ.(ннВ этом случае, следовательно, максимаЛьно возможное число оборотов достигается порядка 2000 об./мин,при этом промежуток между экспонированными участками равен4,3 мм,Ч,в Т = 8,б 0,5 ф 10Когда промежуток между экспонированными участками на регистрирующей плас" тине 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 изобретеннд Составитель Е. АртамоноваРедактор И, ЮитровкаТехред Ж.Гаврилешко Корректор Н. Стег тираж Подписное ВНИИБИ Государственного комитета СССР по делам ивобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская набц. 4/5ЗаказФилиал ППП фПатент", г. ужгород, ул. Проектная, 4 лоси располагаются в значительной степени параллельно направлению движения пластины, т. е. перпендикулярно радиусу, Это достигается в томослучае, 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 а 1 п 2 о 1,= = 0,1 (т. е. объект имеет размеры 0,1 х х 0,1 м на расстоянии около 1 м). При % аа 2 а 0,1, вместо 2 б,45 ф, максимальная скорость вращения, равная 7523 об,/мин, и минимальная ширина (О), равная, 15,77 мм, достигаются.Когда акая мерина прореви надо статочна или.когда желательна иметь более короткий интервал (т) между импуяьсамиу. например при высокой скОрости вращения объекта прюрезь в экране меет быть заменена нееколь- ц кими прорезями, при эвам каждая имеет ширину 9, и расстояние между ними равно 9, Ирорези должны быть а значи тельной степени параллельны друг другу и насколько возможно перпеи,цикулярны движению реюистрирующей пластины.Изобретение поэволяет повысить чувствительность способа идает возможность определении направления перемещения объекта. Иреимущеотвби яв" ляется также возможность. измерения перемЕщення Объекта в несклько десятков .раз больше, чем в известных, способах. изобретение позволяет голографкчески воспроизвоцить быстродей ствующиеся объекты. Споооб голограФической интерАеро метрии, заключающийся в том, что записывают голограммы, соответствующие разным состояниям объекта, на разце регистрирующие пластины и восстанавливают голограйическую интерйерограм му, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения чувствительности способа и возможности определе.ния направления перемещения объекта, регистрирующие пластины перемещают между экспозициямн со скоростыл%У8 в(на. где- длина волны излученияй - время экспозиции;еВ - полуугол между пре,цметными опорным пучками,таким образом, чтобы запись голограмм производилась на различных участках регистрирующих пластин, а при восстановлении Иэображения регистрирующие тщастииы амещвют друг относительно дРуга. Зеким образом, .чтобы запись от . первого экспбнироваиия совпадала с записью от второго экспонирования и по полученным полосам судят о движе- ИМИ я дефщэеции исследуемого объекта. Источники инйормации,принятые во внимание при экспертизе1. Кольер Р. и др. Оптическая голограФия М у "Иирф, 1973, с. 473-493,2. АЬгаиеоп И 11 в 5 апдисЬ Ноо 9 гаеЛпйегУегоаейгу: а Йеи 01 вепз 1 оп 1 пНо 1 одгарЬ 1 с Соераг 1 аоп, - пАрр 1 едбрс 1 се", 1974, чо 1. 13,99, р.20192025 (прототип).