Способ определения направления перемещения диффузно отражающего объекта
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Номер патента: 1659869
Авторы: Бахтин, Глухов, Костюченко, Перк
Текст
(5)5 6 01 Р 13/О НИЕ ИЗОБРЕТЕН С)П ВУ АВТОРСКОМУ С ТЕЛ ертся настали и сплавовов, В.П.Костюченаппаратура (Подепанова, - М,: СоНИЯ НАПРАВЛЕ- .ИФФУЗНО ОТРАся к контрольно может быть ис имого повороСь О ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ДЖАЮЩЕГО ОБЪЕКТА(57) Изобретение относиизмерительной технике Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении направленияперемещения объекта методом голографической интерферометрии,Цель изобретения - повышение достоверности определения направления перемещения,На чертеже представлена оптическая. схема с ходом лучей.Исследуемый объект 1 освещают пучком излучения 2 и записывают его голограммуна регистрирующей среде 3 с помощью.опорного пучка 4. Плоское зеркало 5 располагают между объектом 1 и регистрирующей средой 3 и используют для формованиязеркального иэображения 6 объекта 1. Р-точка обьекта с нормалью пр, в которойнеобходимо определить знак (направление) нормального перемещения У, Я-ось,лежащая в плоскости зеркала 5 и перпендикулярная нормали пр, Уп - вектор контролипользовано при определении перемещений объекта методом голографической инт ферометрии. Целью изобретения являе повышение достоверности определения правления перемещения. Для этого между обьектом и регистрирующей средой устанавливают плоское зеркало и одновременно записывают голограмму обьекта и его зеркального изображения, Затем голограмму устанавливают в первоначальное положение, наблюдают в реальном времени интерференционную картину, поворачивают зеркало и по соотношению полос на интерферограммах объекта и его зеркального изображения судят о знаке перемещения.1 ил. руемого перемещения, вностом зеркала 5 вокруг оси Я,Способ осуществляется следующим образом,Освещают диффузно отражающий объект 1 пучком 2 когерентного излучения Между объектом 1 и регистрирующей средой 3 устанавливают плоское зеркало 5 так, чтобы его плоскость была параллельна нормали пр в исследуемой точке Р поверхности объекта 1 и часть диффузно отраженного от обьекта 1 излучения, зеркально отразившись от зеркала 5, попадала на регистрирующую среду 3. После этого на регистрирующей среде 3 записывают с помощью опорного пучка 4 голограммы объекта 1 и его зеркального изображения 6 в зеркале 5. После фотохимической обработки регистрирующей среды 3 полученную на ней голограмму устанавливают в первоначальное положение и восстанавливают ее пучком 4. После нормального перемещенияОбоснуем выбор соотношения междурасстояниемот исследуемой точки Р дорегистрирующей среды и расстоянием Р отисследуемой точки до плоскости зеркала, 50ориентации плоского зеркала, угла а освещения исследуемой точки и положения точки наблюдения на голограмме,Пусть положение исследуемой точкихарактеризуется радиус-вектором г, и она 55находится на расстоянии Р от плоского зеркала с нормалью й Положение этой точки назеркальном изображении имеет радиус-вектор,. 46-уь= г(г,и) и -2 ри,объекта при наблюдении через голограмму получают в реальном времени интерференционные полосы как на объекте 1, так и на его зеркальном иэображении 6. Интерференционные полосы на изображении 6 возникают в результате наложения восстановленного с голограммы пучка излучения, отраженного зеркалом 5 при записи голограммы, и отраженного зеркалом 5 пучка от объекта 1 после его смещения на величину бп в точке Р, При заданной ориентации зеркала 5 вектор д смещения точки Р, являющейся зеркальным изображением точки Р, будет коллинеарен вектору бл, Затем одновременно с наблюдением интерференционных полос.на зеркальном изображении 6 осуществляют поворот зеркала 5 вокруг оси Я, лежащей в плоскости зеркала 5 и перпендикулярной нормали ир в исследуемой точке Р, Поворот зерала 5 приводит к смещению иэображения объекта 1, существующего в реальном времени, относительно его изображения в начальный момент, которое восстановлено с голограммы, При заданной ориентации зеркала 5 и выборе оси его поворота также смещение происходит по нормали к поверхности, т.е, обусловливает дополнительное смещение Ю либо вдоль вектора Хп, либо в противоположном направлении, При выбранном направлении поворота зеркала 5 определяют направление(знак) вектора 3. После чего, наблюДая интерференционную картину в окрестности точки Р, можно по увеличению или уменьшению числа полос при повороте зеркала однозначно определить знак нормального перемещения в исследуемой точке поверхности, В частности, для случая, показанного на чертеже, при йовороте почасовойстрелке направление (знак) добавочного смещения б совпадает с нормалью ир, а число полос в окрестности этой точки при повороте зеркала 5 уменьшается, что позволяет заключить, что вектор дп ориентирован в направлении, противоположном вектору ир,5 10 15 20 25 30 35 40 45 При повороте зеркала зеркальное иэображение точки занимает положениегз + Л Г = г - 2(г, и+Л и) (й+ Л и)- - 2 (р+Л р)(Я+ Ли),т,е, смещается на величинуЛг=-2 ,г, Л и ) + (г, и)-Р Л и(г, Л и) -2 Л Р 7 й+ Л и).В предположении малости угла поворота:ЛР/Р, ЛР/(г) 1, 1 Ли,Условие, заключающееся в том, чтоплоское зеркало ориентируют так, чтобынормаль ир к поверхности объекта в исследуемой точке была параллельна плоскоСти зеркала, обеспеЧивает наличие ввекторе Л г нормальной компоненты, коллинеарной с вектором Оп.8 л= 2 г., Лй)+(г,и)+ Р) Ли, и компоненты, вносящей вклад в тангенциальнуюсоставляющую перемещения:бг" =-2(г, Лп) и,Обе компоненты вносят дополнительную разность, хотя и в общем случае оказывают влияние на число интерференционныхполос в окрестности исследуемой точки. Дополнительная разность хода в результатеповорота зеркала равнаЛг Р=ЛЫМ,где К - вектор чувствительности в точкезеркального изображения;Лй - изменение числа полос в результате поворота зеркала.Для определения знака нормальногоперемещения необходимо, чтобы вклад отнормальной компоненты приводил к изменению полос, а от тангенциальной - не приводил, т.е.:Уп К -2-, бт К -у- (1)Дпя упрощения выкладок беэ нарушения общности предположим, что центркоординат совпадает с точкой наблюдения,Выберем точку наблюдения на голограмме,лежащей на нормали к поверхности объектав исследуемой точке. Тогда система условий(1) запишется в виде2(3 + Р) К л -уу-, 2 -К 7 -у., (2)р Л з Лгде- расстояние от голограммы доисследуемой точки;К ,Кг - нормальная и тангенциальная)компоненты вектора чувствительности. В явной форме зти компоненты имеют вид:к=.- + сои а;где а - угол падения освещенного пучка висследуемой точке.С учетом (2) и (3) для случая Р аусловия (1) принимают вид;21(1+сова) ,4 Р - 21 залпа .(4)Л ЛПоскольку реально 1. ) 10 мкм, а4Л 10 мкм, то первое из выражений (4)выполняется автоматически, а из второгоследует 5 10 15 20 25,30 35 40 45 50 Р - + - зпа. (5)18 2Учитывая, что должно выполняться соотношение между расстояниями от исследуемой точки до голограммы и до зеркала Р, неравенство (5) выполнимо при условии, если угол освещения ад/2 т.е. освещение должно быть близким (в пределах не более 10-15) к нормальному.П р и м е р, Определение направления нормального перемещения при изменейии внутреннего давления в цилиндрической оболочке, находящейся в вакуумной камере. Исследуемую оболочку освещают пучком когерентного излучения от лазера ЛГ - 38 под углом 10 к нормали в исследуемой точке объекта и между ней и фотопластинкой типа ВР-Л, на которую записывают голограмму, расположенную на расстоянии 300 мм от обьекта, устанавливают плоское зеркало так, чтобы его плоскость была параллельна нормали в исследуемой точке цилиндрической поверхности, а расстояние до контролируемой точки составляло б 0 мм. После этого записывают на фотопластинку голограмму обьекта и его изображения в зеркале и после фотохимической обработки фотопластинки полученную голограмму устанавливают в первоначальное положение, Затем йзменяют величину внутреннего давления в оболочке и в направлении зеркального изображения наблюдают интерференционные полосы. После этого в реальном времени поворачивают зеркало вокруг оси, лежащей в его плоскости и пер-. пендикулярной нормали в исследуемой точке поверхности (эта ось в данном случае параллельная образующей цилиндрической полочки), Направление поворота выбира, ют так, чтобы перемещение нормали к поверхности зеркала совпадало с направлением нормали в исследуемой точке, что соответствует введению дополнительного нормального перемещения, направленного внутрь оболочки. При таком повороте зеркала число полос в исследуемой точке уменьшается, т.е. направление нормального перемещения в этой точке совпадает с направлением нормали, Таким образом удается определить направление нормального перемещения точек объекта,контакт с которым затруднен.Формула изобретения Способ определения направления перемещения диффузно отражающего обьекта, заключающийся в том, что объект освещают пучком когерентного излучения, записывают на регистрирующей среде голограмму, обработанную голограмму устанавливают в первоначальное положение, восстанавливают с голограммы изображение, после перемещения объекта одновременно осуществляют наблюдение интерференционной картины и вводят контролируемое измерение фазы в объектный пучок, а по изменению картины полос в исследуемой точке судят о направлении перемещения в этой точке, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения направления перемещения,перед записью голограммы между обьектоми регистрирующей средой устанавливают плоское зеркало так, что расстояние от плоскости зеркала до исследуемой точки обьекта много меньше расстояния от исследуемой точки до плоскости регистрирующей среды, ориентируют зеркало параллельно нормали к поверхности объекта в исследуемой точке, освещение обьекха в исследуемой точке осуществляют под острым углом, на регистрирующей среде записывают голограмму зеркального изображения объекта, наблюдение интерферограммы проводятчерез точку на голограмме, лежащую на нормали к поверхности объекта в исследуемой точке, интерференционную картину наблюдают на зеркальном изображенииобъекта, а контролируемое изменение фазы объектного пучка осуществляют путем поворота зеркала вокруг оси, лежащей в его плоскости и перпендикулярной нормали к поверхности объекта в исследуемойточке.Тираж 346 Подписноесударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101
СмотретьЗаявка
4623292, 30.11.1988
МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ
БАХТИН ВЯЧЕСЛАВ ГЕННАДЬЕВИЧ, ГЛУХОВ ЛЕОНИД МИХАЙЛОВИЧ, КОСТЮЧЕНКО ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ, ПЕРК ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА
МПК / Метки
МПК: G01P 13/04
Метки: диффузно, направления, объекта, отражающего, перемещения
Опубликовано: 30.06.1991
Код ссылки
<a href="https://patents.su/4-1659869-sposob-opredeleniya-napravleniya-peremeshheniya-diffuzno-otrazhayushhego-obekta.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ определения направления перемещения диффузно отражающего объекта</a>
Предыдущий патент: Устройство измерения параметров перемещения
Следующий патент: Устройство для измерения неравномерности вращения
Случайный патент: Паровой утюг