ES2202394T3 - Procedimiento y dispositivo para ampliar el campo de medicion de los sitemas speckle en las mediciones de dilatacion. - Google Patents
Procedimiento y dispositivo para ampliar el campo de medicion de los sitemas speckle en las mediciones de dilatacion.Info
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- G01B11/16—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
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Abstract
LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO Y UN DISPOSITIVO PARA EL AUMENTO DE LA ZONA DE MEDICION DE UN SISTEMA DE MEDIDA SPECKLE EN MEDICIONES DE DILATACION EN UNA MUESTRA (5) APLICADA EN UNA MAQUINA DE PRUEBA CON UN SENSOR (6) SPECKLE, DONDE LA MUESTRA (5) SE CARGA EN LA MAQUINA (12) DE PRUEBA EN UN EQUIPO (1,2) DE CARGA Y EL SENSOR (6) SPECKLE SE NUEVE CON EL EN LA CARGA DE LA MUESTRA (5).
Description
Procedimiento y dispositivo para ampliar el campo
de medición de los sistemas speckle en las mediciones de
dilatación.
La presente invención se refiere a un
procedimiento y a un dispositivo para ampliar el campo de medición
de los sistemas Speckle, al medir las dilataciones de una muestra
con una máquina de ensayo.
Con el empleo de procedimientos de medición
Speckle se pueden medir con gran sensibilidad los desplazamientos y
las dilataciones superficiales de las muestras en las máquinas de
ensayo, de manera llana y sin marcas ni contactos. Se pueden medir
componentes uni- hasta tridimensionales de la muestra y si las
amplitudes del movimiento son mayores, pueden registrarse midiendo
en serie varios pasos menores y sumando los resultados.
La patente US-A-4
605 857, que describe el estado técnico más reciente, revela un
procedimiento para medir dilataciones, con todas las características
del concepto general de las reivindicaciones adjuntas 1 y 2, así
como 4 y 7. En este caso se registra el desplazamiento de un
marcador óptico incorporado a la muestra, debido a una dilatación de
la misma, cuando se somete a la carga de un sensor sujeto a un
husillo roscado que es accionado por un servomotor, el cual por ello
sigue al sensor en la dirección de la carga. Pero este procedimiento
es desfavorable porque emplea un circuito de regulación complejo,
con lo cual, si hay un desplazamiento brusco del marcador, el sensor
es seguido con retardo.
La patente DE-A-4
039 972 indica un procedimiento para registrar la deformación
superficial de un objeto por interferometría electrónica de
Speckle.
Pero el empleo del procedimiento de medición
Speckle en las máquinas de ensayo de materiales tiene el problema
que, por toda la elongación de la muestra y la dilatabilidad de la
sujeción, la superficie de la muestra en el campo de medición se
puede desplazar mucho más de lo que da su propio alargamiento. A
menudo, la muestra se mueve en el campo de medición mucho más de lo
que corresponde a su alargamiento, pues, aunque se dilata en toda la
extensión, solo se mide en una zona parcial.
La figura 1 ilustra esquemáticamente este
problema, que se produce por superposición del alargamiento (dl/l) y
de un movimiento más fuerte (u). La figura 2 muestra un ejemplo de
un sensor de medida unidimensional, que mide los movimientos de la
muestra en la dirección de la carga. Una muestra 5 está sujeta entre
un travesaño inferior 1 y un travesaño superior 2. El travesaño
inferior 1 y el travesaño superior 2 pertenecen a un dispositivo de
carga de una máquina de ensayo que no está representada. La
referencia 4 señala el campo de medición al que se dirige un sensor
Speckle 6. La dirección de la carga está indicada por la flecha 3.
Es evidente que la carga de la muestra 5 provoca un desplazamiento
total del patrón de Speckle, y debido a efectos de descorrelación,
disminuye el contraste de la medición. En algún caso concreto esto
puede impedir el uso de la técnica de medición Speckle. Traducido a
la técnica de medición, este efecto produce un empeoramiento de las
proporciones entre las señales útiles (elongación) y las señales de
ruido (desplazamiento del cuerpo rígido).
Otro problema del empleo del procedimiento de
medición Speckle es que, si las amplitudes de carga son mayores, los
puntos observados de la superficie también se apartan
macroscópicamente de la imagen original, con lo cual ya no es
posible la coordinación.
Por lo tanto, el objetivo de la presente
invención es lograr un procedimiento, partiendo del estado técnico,
por el que un sensor pueda seguir inmediatamente y sin retraso, con
medios sencillos, el movimiento correspondiente a un alargamiento de
la muestra.
Según la presente invención, dicho objetivo se
resuelve en cuanto a procedimiento mediante las características de
las reivindicaciones adjuntas 1 y 2, y en cuanto al dispositivo
mediante las características de las reivindicaciones adjuntas 4 y
7.
Las características preferidas que perfeccionan
ventajosamente la presente invención figuran en las reivindicaciones
secundarias de la misma.
Según la presente invención, la porción del
movimiento de la muestra correspondiente al cuerpo rígido se
compensa ventajosamente mediante el movimiento acompañado del sensor
de Speckle, con lo cual se amplía considerablemente el campo de
medición del sistema Speckle. Oportunamente, el sensor de Speckle se
dirige siguiendo el movimiento de la muestra, de manera que, durante
el desplazamiento debido a la carga, el centro del campo de medición
se encuentre siempre en el mismo punto del objeto. Con ello se
consigue una clara mejora de la relación señal/ruido.
Según una forma preferida de la presente
invención, se dirige un sensor de Speckle en al menos una dirección
de la elongación de la muestra, con preferencia un sensor
respectivamente en dos o tres direcciones del espacio.
Para el movimiento solidario de un sensor de
Speckle hay varias posibilidades. Según una forma de ejecución de la
presente invención, un sensor de Speckle se mueve mediante un
acoplamiento mecánico entre el soporte del sensor y el dispositivo
de carga. Alternativamente, según otro ejemplo de ejecución, puede
estar previsto que un sensor se mueva mediante uno o varios
accionamientos separados, teniendo en cuenta su resultado de
medición correspondiente y/o una o más señales externas y/o el
control de la máquina de ensayo.
Para su movimiento solidario, cada sensor de
Speckle va colocado preferentemente en un carro de desplazamiento,
el cual, según otra forma de ejecución de la presente invención,
está unido mecánicamente con el dispositivo de carga, ya sea
mediante un varillaje accionado por una biela o un engranaje,
correas dentadas o cables. Alternativamente, el carro de
desplazamiento presenta uno o más accionamientos separados con mando
electrónico, cuya regulación se basa preferentemente en las
mediciones facilitadas por el propio sensor y/o por otro medidor y/o
por el control de la máquina de ensayo.
La presente invención se explica seguidamente con
mayor detalle mediante los gráficos adjuntos, que muestran:
figura 1 una representación esquemática de la
superposición del alargamiento y de un movimiento más fuerte en caso
de carga unidimensional de la muestra;
figura 2 una representación esquemática de un
ejemplo de un sensor para mediciones unidimensional, que mide el
movimiento de la muestra en la dirección de la carga;
figura 3 una representación esquemática de un
ejemplo de ejecución de un dispositivo de la presente invención, en
que el sensor se desplaza por medio de un acoplamiento mecánico con
el dispositivo de carga mediante un varillaje y una biela;
figura 4 una representación esquemática de un
ejemplo de ejecución de un dispositivo, en que el sensor se desplaza
por medio de un acoplamiento mecánico con correas dentadas o
cables;
figura 5 una representación esquemática de un
ejemplo de una regulación electrónica del desplazamiento del sensor,
cuyo recorrido se calcula a partir de las mediciones facilitadas por
el propio sensor;
figura 6 una representación esquemática de un
ejemplo de una regulación electrónica del desplazamiento del sensor,
cuyo recorrido se calcula a partir de las mediciones de otro aparato
medidor; y
figura 7 una representación esquemática de un
ejemplo de una regulación electrónica del desplazamiento del sensor,
cuyo recorrido se calcula directamente a partir de la regulación de
la máquina de ensayo.
En la figura 3 se representa esquemáticamente un
ejemplo de ejecución de un dispositivo de la presente invención, en
que el desplazamiento está previsto mediante un acoplamiento
mecánico con un varillaje 8 y una biela 10. El varillaje 8 consta de
2 barras articuladas con la biela 10 y su otro extremo está
articulado respectivamente con el travesaño superior 2 y el
travesaño inferior 1. El número 7 se refiere a un carro de
desplazamiento al que está fijado el sensor de Speckle 6. El carro
de desplazamiento 7 va guiado paralelamente a la dirección de carga
en un perfil 11 que constituye una parte de máquina de ensayo 12.
Con la estructura reproducida se consigue convenientemente que,
durante la carga y el desplazamiento de la muestra 5, el centro del
campo de medición permanezca siempre en el mismo punto del objeto,
porque la relación de una distancia a desde el travesaño inferior 1
hasta el borde inferior del campo de medición 4 respecto a una
longitud b desde el extremo inferior del campo de medición 4 hasta
el travesaño superior no varía.
La figura 4 muestra otro ejemplo de ejecución de
un dispositivo, en que el sensor 6 se desplaza sobre su carro 7
mediante correas dentadas 8'. El medidor o el sensor se mueve con la
mitad de velocidad que los travesaños.
En las figuras 5 - 7 se representan distintos
ejemplos de ejecución de una regulación electrónica del carro de
desplazamiento 7, que posee uno o varios accionamientos separados
13.
Según la figura 5, la regulación electrónica del
o de los accionamientos separados 13 se efectúa mediante las
mediciones obtenidas del propio sensor 6, tal como se deduce
directamente del diagrama de control esquematizado.
Según la figura 6, para regular el desplazamiento
del sensor 6 se prevé otro medidor 9, que solo mide puntualmente,
mientras que en la figura 7 son los datos calculados por la máquina
de ensayo 12 los previstos para regular electrónicamente el
accionamiento 13 que desplaza el sensor 6 mediante el carro 7.
Claims (5)
1. Procedimiento para ampliar el campo de
medición de los sistemas que miden las elongaciones de una muestra
(5) en una máquina de ensayo (12), en el cual se usa un sensor, se
carga la muestra (5) en un aparato (1,2) y el sensor se mueve
solidariamente con la muestra (5) durante el proceso de carga,
caracterizado porque
- -
- el movimiento solidario del sensor tiene lugar mediante un acoplamiento mecánico entre el soporte del sensor y el dispositivo de carga,
- -
- el sensor es del tipo Speckle (6).
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque el sensor de Speckle (6) se hace seguir
en dos o tres direcciones del espacio.
3. Dispositivo para ampliar el campo de medición
de los sistemas que miden las elongaciones de una muestra (5) en una
máquina de ensayo (12), mediante un sensor que puede moverse
solidariamente con la muestra (5) cargada en un aparato (1,2) de la
máquina de ensayo y que está colocado en un carro de desplazamiento
(7), caracterizado porque
- -
- el carro de desplazamiento (7) está acoplado mecánicamente (8, 8', 10) con el dispositivo de carga (1,2),
- -
- el sensor es del tipo Speckle (6).
4. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque para el acoplamiento se prevé un
varillaje (8) con una biela (10).
5. Dispositivo según la reivindicación 3,
caracterizado porque para el acoplamiento se prevén
engranajes, correas dentadas (8') o cables.
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| DE19520371A DE19520371B4 (de) | 1995-06-02 | 1995-06-02 | Verfahren und Vorrichtung zur Vergrößerung des Meßbereichs von Speckle-Meßsystemen bei Dehnungsmessungen an einer Probe |
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ID=7763586
Family Applications (1)
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