Способ измерения перемещений и деформаций объектов

Союэ СоветскикСоциалистическиеРеспублик Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ(22).Заявлено 23. 12,80 (21) 3242045/25-28с присоединением заявки РЙ(51) М. Кл.Ц 01 В 11/00 б 01 В 11/16 авеудерстеанаий камнтет СССР ле делам нзаеретеннй н вткрмтнй.(72) Авторы изобретения Харьковский авиационный институт им. Н. Е. Жуковского "(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ И ДЕФОРМАЦИЙ ОБЪЕКТОВ1Изобретение относится к измерите ной технике, в частности к оптическим способам измерений, и может быть использовано для измерения перемещений и деформаций различных объектов.5Известен способ измерения перемещения и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции по схеме с наклонным опорным пучком, освещают ее широким пучком когерентного излучения и фиксируют интерференционйую картину, по па. раметрам которой вычисляет величины перемешений и деформаций 11 .15Измерения указанным способом в случае сложных пространственных деформаций и перемещений объекта трудоемки и не точны, так как фиксируемая интерференционная картина несет в себе всю 20 информацию об изменяющемся по поверхности объекта векторе пространственных перемещений, а раздельное получениеl .интерференционных картин, характеризуто 2ших составляющие вектора перемещений в рассматриваемом способе, невозможно.Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее широким пучком света и фиксируют интерференционную картину, по параметрам которой, вычисляют величину перемещений и деформапий 21 В этом способе невозможно получить интерференционные картины, характеризующие только одну или две составляющие вектора перемещений. Это приводит к большой трудоемкости и неточности расшифровки сложной интерференционной картины, несущей всю информацито о пространственном векторе перемещений, что, в конечном итоге, усложняет и снижает точность измерения.Цель изобретения - упрощение и повъппение точности измерений.3 9380Поставленная цель достигается тем,что согласно способу формируют пучоксвета, имеющий форму щели, и освещаютим голограмму.На чертеже изображена принципиальная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройс тво содержит последовательно расположенные источник 1 света, расширяющий объектив 2, коллимирующуюОлинзу 3, непрозрачныйэкран 4 со сквозной щелью и голограмму 5 двойной экспозиции, (пунктиром показан контролируемый объект).Способ осуществляют следующим образом.Регистрируют голограмму 5 двойной .экспозиции путем перемещения непрозрачного экрана 4 со сквозной щелью напути расширенного объективом 2 и коллимированного линзой 3 излучения, отисточника 1 света формируют пучок света, имеющий форму щели, освещают голограмму 5 полученным щелевым пучком,фиксируют интерференционную картину, 21возникающую на восс тановленном; изображении, которая характеризует только двесоставляющие вектора перемещений каждой точки исследуемой поверхности, аименно составляющие, лежащие в плос- Зфкости щелевого пучка,Вычисление перемещений и деформаций по параметрам такой картины осуществляется значительно проще и точнее,, так как процесс измерений разделяется35на ряд более простых, уменьшается объемвычислений, повышается вычислительнаяустойчивость разрешающей системы уравнений (за счет уменьшения числа уравненийв системе и улучшения обусловленности матрицы коэффициентов системыалгебраических уравнений) к погрешностям измерений параметров интерференционной картины.По параметрам интерференционной кар 45тины вычисляют величины перемещенийи деформаций,Предлагаемый способ может бытьреализован на стандартной голографической установке. СИН с лазером ЛГ.На пластинах для голографии типа ПЭ.2регистрируют голограмму двойной экспозиции по схеме со встречным опорнымпучком, полученную голограмму освещаютпучком света, имекзцим форму щели. Этотпучок формируют с помощью непроэрачного металлического экрана толщиной1 мм со сквозной узкой. длинной щелью: который помещают на пути расширенного микрообъективом (20 ф) и коллимированного линзой (Ф 200 мм) излучения лазера ЛГ, Затем фиксируют интерференцнонную картину, возникающую на восстановленном иэображении, по параметрам которой вычисляют величины пе ремещений и деформаций, Вычисления про. водят в соответствии с алгоритмомно не дпя общего случая, а для случая, когда известна плоскость, в которой расположен вектор перемещений, так как благодаря щелевой форме освещающего пучка фиксируемая интерференцнонная картина характеризует перемещения исследуемой поверхности. По результатам опытной проверки точность измерения перемещений и деформаций предлагаемым способом на 10-20% выше, чем известным, эа счет уменьшения объема вычислений, трудоемкости измерений параметров интерфереционной картины. и повышения вычислительной устойчивости разрешающей системы уравнений к погрешностям измерений параметров интерференционной картины. Кроме. того, упрощение измерений, которое достигается в предлагаемом способе за счет разделения процесса измерений на ряд более простых операций, приводит к сокрашению времени измерений и дополннтельному повышению их точности,формула изобретения Способ измерения перемещений и деформаций объектов, заключающийся в том, что регистрируют голограмму двойной экспозиции, освещают ее пучком света и фиксируют интерференционную картину, по параметрам которой вычисляют величину перемещений и деформаций, о т л и ч а ю ш и й с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности измерений, формируют пучок света, имеющий форму щели, и освещают им голограмму,Источники информащщ,принятые во внимание при экспертизе1. Голографические измерительныесистемы. - Сб, научных трудов. Подред. Козачка А, Г, Новосибирск, "Наука",1976, с. 45-46.2. Материалы ЧП Всесоюзной школыпо голографии. Л., Наука, 1976,с, 214 218 (прототип).. Бокшан орр О/89 Тираж 614 ВНИИПИ Государственно по делам нэобрете 113038, Москва, Ж, 4 ал ППП Патент, г ектная,Состав ина Техредтель Л, Лобэова ,Пекарь Подписноего комитета СССРний и открытийРаушскаи наб., д. 4/8