Способ определения деформаций диффузно-рассивающих поверхностей деталей

Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 953456(23) ПриоритетОпубликовано 23.08.82Бюллетень 31Дата опубликования описания 23.08,82 Ркудвратккнный коинтет СССР ао долам иэаоретеннй и открытий(72) Авторы изобретения В,Г.Гусев и Ю.Д.КопытинИнститут оптики атмосферы Томского филиала )Сибирского отделения АН СССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДЕФОРМАЦИЙ ДИФФУЗНОРАССЕИВАЮЦИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ ДЕТАЛЕЙ 1Изобретение относится к голографической интерферометрии и может быть использовано при бесконтактном контроле деформаций диффузнорассеивающей излучение поверхности детали при испытаниях элементов конструкций.Известен способ определения деформаций диффузно-рассеивающих по" верхностей деталей, заключающийся в том, что освещают исследуемую поверхность когерентным излучением, записывают с помощью линзы на фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деФормации, вос" станавливают запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через Фотопластинку, регистрируют интерферограмму и измеряют расстояние между максимумами интер" ференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали Г 1,2Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомуэффекту является способ определениядеформаций диффузно-рассеивающих поверхностей детали, заключающийсяв том, что освещают исследуемую поверхность когерентным.излучениемс плоской волной, записывают с помощью линзы на Фотопластинку голограмму сфокусированных изображенийповерхности детали до и после деформации, восстанавливают. запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через Фотопластинку,регистрируют интерферограмму и измеряют расстояние между максимумамиинтерференционных полос, по которымопределяют деформацию поверхностидетали (.2,20 Недостатком этих способов является невозможность контроля малых(от долей микрометров до десятковмикрометров) и относительно больших953456 3точек поверхности из-за увеличения частоты интерференционных полос при контроле больших деформаций, что препятствует регистрации и расшифровке интерферограмм, или уменьшения частоты интерференционных полос при контроле малых смещений, что снижает точность измерений, или измерения вообще невозможно провести, так как интерференционные полосы ста"(О новятся бесконечно широкими.Цель изобретения - расширение диапазона измерений.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения деФормаций диффузно-рассеивающихся поверхностей детали, заключающемуся в том, что освещают исследуемую поверх" ность когерентным излучением, записывают с помощью линзы на Фотопластинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, восстанавливают. запись пропусканием неразведенного когерентного излучения через Фотопластинку, реги-. стрируют интерферограмму и измеряют расстояния между максимумами интер" Ференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали, исследуемую поверхность освещают излучением со сферической волной, записывают с помощью линзы на фотопла" стинку голограмму сфокусированных изображений поверхности детали до и после деформации, при восстановлении35 записи регистрируют интерферограмму на расстоянии от фотопластинки Р Х -,т 14 в где Г " радиус кривизны сферическойволны;45Г - Фокусные расстояния линзы;Е - расстояние от объекта доФокусирующей линзы,Е, - расстояние от Фокусирующейлинзы до Фотопластинкии измеряют расстояние между максимума 5.50ми интерференционных полос, по кото-рым определяют деформацию поверхности детали.На Фиг. 1 изображено устройстводля записи голограммы сфокусированных изображений поверхности детали,определяющие малые деформации (от долей микрометров до десятков микрометров); на Фиг. 2 - то же для больших деформаций (свыше сотен микрометров); на Фиг, 3 - схема регистрации интерферограмм.Устройство содержит лазер 1, линзы 2 и 3, расширяющие пучок лазера,светоделитель 4, разделяющий световой пучок на два канала, Один каналсодержит зеркало 5, нейтральный светофильтр б, линзуи Фотопластинку 8.Второй канал - деформируемую деталь9, линзу 10 и Фотопластинку 8, Линза 11 предназначена для образованиясферической волны, как сходящейся(фиг. 1), где а - расстояние отсветоделителя 4 до деформируемой детали 9, так и расходящейся (фиг, 2),где. Ь - расстояние от светоделителя4 до деформируемой детали 9,Для регистрации интерферограммы(фиг, 3) служит прибор 12 (Фотоап-парат, телекамера и т.п.), устанавливаемый на расстоянии от Фотопластинки где Р " радиус кривизны сферическойволны;- фокусные расстояния линзы",Е - расстояние от исследуемой1поверхности до линзы;2 - расстояние от линзы до Фотопластинки.Способ определения деформаций дифФузно-рассеивающих поверхностей осу ществляется следующим образом,Пучок лазера 1 линзами 2 и 3 рас. ширяют и разделяют светоделителем 4 на два канала. В одном канале све,товой луч, отраженный от зеркала 5 и сформированный линзой 7 в плоско- параллельный пучок, освещает Фото" пластинку 8, образуя опорную волну. Интенсивность опорной волны регулируют с помощью набора нейтральных светофильтров б. Во втором канале световой луч освещает деформируемую деталь 9. Линза 11 обеспечивает излучение со сферической волной, как. сходящейся (фиг. 1), так и расходя" щейся (фиг. 2). Изображение деформируемой детали 9 с помощью линзы 10 строят в плоскости Фотопластинки 8, образуя объектную волну .. За время первой экспозиции регистрируется поверхность детали 9 до5 95деформации, за время второй экспозиции - после деформации,После обработки Фотопластинку 8освещают неразведенным лазерным пучком (Фиг. 3), а интерферограмму Фиксируют прибором 12, расположеннымна расстоянии 0 от фотопластинки 8.Затем измеряют расстояние между максимумами интерференционных полос,по которым определяют деформациюдетали 9.В случае, когда коэффициенты увеличения оптической системы равныединице (наиболее часто встречающемся на практике), т.е Е, =2 =21,интерференционные полосц могут бытьР 44 Иполучены при деформации в разменьшей .при освещении детали сходящейся сферической волной, чем приосвещеннии плоской волной, что позволяет Осуществить контроль малых сме"щений точек поверхности. Если де"таль освещается расходящейся сферической волной, то интерференционныеполосы могут быть получены при де 1 Мформации г раз меньшей, чем приосвещении плоской волной, при коэф"фициенте увеличения равном единице.Таким образом, по предложенномуспособу можно измерять деформациидиффузно-рассеивающих поверхностей; детаЛей от величин соизмеримых сдлиной волны оптического излученияи выше. 25/где Г - радиус кривизны сферическойволны;Г - Фокусное расстояние линзы;ЭО Е - расстояние от исследуемой1поверхности до линзы;2 - расстояние от линзы до фо. топластинки.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Ь 11 Ьегй 1.А. ав 3 Ехпег С.А.Ехре г 1 аеп йа 1 Иеспап 1 сэ. - Т. 18,Н 1 О, 1978, с. 382.2. Островский О.И., Бутусов И.М.,4 О. Островская Г.В. Голографическая интерферометрия. И., "Наука", 1977,с. 274 (прототип). формула изобретения Способ определения деформаций диффуэно"рассеивающих поверхностей3156 6деталей, заключающийся в том, чтоосвещают исследуемую поверхность когерентным излучением, записывают спомощью линзы на Фотопластинку голо грамму сфокусированнцх изображенийповерхности детали до и .после деформации, восстанавливают запись пропусканием неразведенного когерентногоизлучения через Фотопластинку, регисто рируют интерферограмму и измеряютрасстояние между максимумами интерференционных полос, по которым определяют деформацию поверхности детали,отличающийся тем, что, 5 с целью расшиРения диапазона измере"ния, исследуемую поверхность освеща". ют излучением со сферической волной,а при восстановлении записи регистри"руют интерферограмму на расстоянии 20 от Фотопластинкиказ 2 О 7 Тираж 1 По НИИНИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб