Способ контроля амплитуды и формы колебаний объектов

"Машиностроение", 1963, с. 7712. Авторское свидетельство СССР Н 756134, кл.,6 01 В 11/00, 1980.3. батраков А.С., М,М,Бутусов, Г.П.Гречка и др. Лазерные измери- . тельные системы. М., "Радио и связь", 1981 с. 214 (прототип).,(54)(Я) СПОСОБ КОНТРОЛЯ АМПЛИТУДЫ :И ФОРМЫ КОЛЕБАНИЙ ОБЪЕКТОВ, по ко" торому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облуча" ют его световым излучением, о т - . л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью снижения трудоемкости контроля,оскости локали" к, формируемых ажения иэлуче" объектоы, опреых,точек, измелоскости локали к до контролидят о форме окальных точек, й определяют д х точе изации в плос" исл ост ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О.,801040328 находят положение пл эации фокальных точе в результате переотр ния контролируемым деляют число фокальн ряют расстояние от и эациифокальных точе руемого объекта и су колебаний по числу ф а амплитуду колебан по формуле а - амплитуда колебаний объектаг - расстояние от плоскости лолиэации фокальных точек дообъекта;0 - длина объекта;и - ч о фокальны кк и их локал10Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь"эовано для измерения амплитуды и формы колебаний объектов с зеркально отражающей поверхностью,Известен способ контактного измерения амплитуды колебаний объектов,заключающийся в закреплении на поверхности контролируемого объектаинерционного преобразователя, например пьезоэлектрического, и анализеамплитудно-частотных характеристикс выхода преобразователя 1 .Недостатками указанного способаявляются низкая точность измерений амплитуды колебаний объектов,обусловленная влиянием инерционного датчика на измеряемые параметры, и большая трудоемкость измерений при контроле поля поверхност"ных виброперемещений и определенииформы колебаний объекта, обусловленная локальностью измерений,Известен способ контроля ампли"туды колебаний объектов, в основе ко"торого лежит метод оптической интерферометрии, основанный на зондировании контролируемого объекта световойвоЛной, совмещений переотраженнойобъектом световой волны с опорнойсветовой волной и преобразовании,интенсивности полученной интерференционной картины в. электрическийсигнал, по которому судят о величине, амплитуды колебаний объекта Г 2 1,Недостатком данного способа является большая трудоемкость контроля,обусловленная локальностью измерений, что вызывает необходимость сканирования поверхности объекта,Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности и достигае"мому результату является способконтроля амплитуды и формы колебаний объектов., по которому возбужда"ют в контролируемом объекте упругиеколебания и облучают его световым излучением 3 3Недостатокизвестного способа заключается е большой трудоемкости при контроле амплитуды и формы ко-. лебаний объектов в широком диапазоне частот, Это обусловлено тем, что при работе по данному способу регистрируют голографические интерферограммы объекта с использованием методики усреднения, контроль ведут на фиксированных частотах, а для по 40328 2лучения информации в широком диапазо".не частот требуется регистрироватьбольшое число голографических интер"ферограмм.Цель изобретения - снижение трудоемкости контроля,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу контроляамплитуды и формы колебаний объектов,.О по которому возбуждают в контролируемом объекте упругие колебания и облучают его световым излучением, находят положение плоскости локализациифокальных точек, формируемых в резуль 1 тате, переотражения излучения контролируемым объектом, определяют число фокальных точек, измеряют рас"стояние от плоскости локализациифокальных точек до контролируемогоЭъ объекта и судят о форме колебанийпо числу фокальных точек, а амплитуду колебаний определяют по формуле;Ьг и-Г 6 г п 2-9 2а 2 пФ25где а - амплитуда колебаний объекта;г - расстояние от плоскости лока".лизации фокальных точек дообъекта;З 0 . 0 - длина объекта;и - число фокальных точек в плос"кости их локализации.На фиг, 1 изображена схема устройства, реализующего способ контро"ля амплитуды и формы колебаний объектов; на фиг. 2 - схема образования .фокальных точек.Устройство содержит источник 1света, например лазер, коллиматор 2,40 состоящий иэ двух линз 3 и 4, светоделитель 5, вибратор 6 и экран 7.Пучок света лазера 1 расширяетсяи коллимируется при помощи линз 3 и4, освещает объект 8, переотража 4 ется им и направляется светоделите 5лем 5 в сторону экрана 7, которыйимеет возможность перемещения перпендикулярно направлению распространения световой волны.При неподвижном объекте 8 экран 7равномерно освещается переотраженной объектом световой волной,Контроль амплитуды и формы колебаний объектов по предлагаемому способу осуществляется следующим образом.При возбуждении с помощью вибратора 6 в контролируемом объекте 81040328 4где а - амплитуда колебаний;и - число фокальных точек;г - расстояние от плоскости локализации фокальных точек3 до объекта;0 -. длина объекта. 3упругих колебаний в нем могут воз" буждаться различные формы колебаний в зависимости от частоты возбуждения и резонансной частоты объекта 8 плоская поверхность трансформируется в последовательность выпукло-вог нутых элементовВыпуклые элементы при этом рассеивают свет, .а вогнутые фокусируют, . формируя на определенном удалении . 0 от объекта 8 фокальные точки 1,для случая, показанного на фиг. 2, точки 9 и 10 - за один полупериод колебания, точка 11 - за второй полупе-; риод ). Вследствие процесса усредне- М ния глаз наблюдателя будет видеть.фокальные точки в плоскости локали" зации, Расстояние г от объекта 8 до плоскости локааиэации фокальных точек 9 и 10 целиком определяется ам плитудой колебаний объекта 8, а число фокальных точек позволяет судить о форме этих колебаний.формула определения амплитуды ко-. лебаний выводится из элементарных 2 геометрических построений и имеетвид Плоскость локализации фокальных точек 9-11 находят смещение экрана 7 по максимальной фокусировке этих точек на экране 7, Затем определяют число и фокальных точек и расстояние от плоскости локализации до объ" екта 8 и проводят вычисления по фор" муле 11). Использование предлагаемого способа позволяет за счет замены операций, связанных с получением, обраооткой и расшифровкой голографических интерферограмм, на операции определения положения плоскости локализации фокальных точек, их числа и расстояния от найденной плоскости до контролируемого объекта резко снизить трудоемкость и повы- . сить производительность контроля е.Лежнина Техред И.Надь Корректор А. Повх дакто акаэ филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,3/44 Тираж 602 ВНИИПИ Государственно по.делам иэобретени 113035, Иосква, Ж, йПодписноео комитета СССРи открытийушская наб д. 4/