PL159268B1 - wych i uklad do optyczno-interferencyjnej oceny ksztaltu oraz zmian ksztaltu konstrukcji powlokowych PL - Google Patents

Abstract

2. Uklad do optyczno-interferencyjnej oceny ksztaltu oraz zmian ksztaltu konstrukcji powlokowych zawierajacy zródlo swiatla bia- lego operujace wiazka rozbiezna oraz siatke, znamienny tym, ze ma zespól projekcyjny (2) zaopatrzony w siatke (1) oraz ma zestaw dwóch par zwierciadel srodkowych (3) i zew- netrznych (4) ustawionych w parach symetry- cznie do osi zespolu projekcyjnego, przy czym zwierciadla kazdej pary usytuowane sa wzgle- dem siebie pod katem dwusciennym o tej samej wartosci, a zwierciadla zewnetrzne maja wiek- sze powierzchnie od zwierciadel srodkowych. Fig. 2 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób optyczno-interferencyjnej oceny kształtu oraz zmian kształtu konstrukcji powłokowych i układ do optyczno-interferencyjnej oceny kształtu oraz zmian kształtu konstrukcji powłokowych.

Z książki p. t. „Doświadczalna analiza odkształceń i naprężeń Zb. Orłoś PWN Warszawa 1977 r. str. 495-498 znany jest sposób oraz urządzenie do optyczno-interferencyjnej oceny zmiany kształtu powierzchni przedmiotów. Urządzenie zawiera przedmiot poddawany obciążeniom w celu wywołania odkształcenia jego powierzchni przy czym przedmiot ten zbudowany jest w postaci płaskiej płyty, której jedna z powierzchni stanowi zwierciadlaną powierzchnię odbiciową. Równolegle do zwierciadlanej powierzchni przedmiotu ustawiony jest ekran, na którym naniesiona jest siatka o określonej charakterystyce i w środku ekranu wykonany jest otwór, a za tym otworem usytuowany jest obiektyw aparatu fotograficznego.

Znany sposób optyczno-interferencyjnej oceny zmian kształtu powierzchni przedmiotów charakteryzuje się tym, że lustrzaną powierzchnię przedmiotu, na której odbija się siatka ekranu, fotografuje się dwukrotnie przed i po obciążeniu tego przedmiotu. Na negatywnie kliszy fotograficznej dwukrotnie sfotografowana siatka ekranu tworzy obraz mory, przy czym wzajemne położenie między sobą sfotografowanych linii siatki przed i po obciążeniu przedmiotu jest funkcją wielkości odkształcenia powierzchni tego przedmiotu.

Przedstawiony sposób i układ do oceny zmiany kształtu powierzchni przedmiotów ma zastosowanie głównie dla oceny diagnostyczno-badawczych, prowadzonych w warunkach laboratoryjnych, co powodowane jest tym, że w większości przypadków trudne, kosztowne lub wręcz niemożliwe jest wykonanie powierzchni przedmiotu jako powierzchni lustrzanej.

Z polskiego opisu patentowego nr 101795 znany jest sposób i urządzenie do fotointerferencyjnego otrzymywania warstwie na fotografowanej powierzchni. Sposób według tego opisu patentowego polega na tym, że zdjęcie fotografowanego przedmiotu wykonuje się poprzez ruszt równoległych nitek, rozpiętych na sztywnej ramie.

Urządzenie przedstawione w powyższym opisie patentowym charakteryzuje się tym, że składa się ono ze sztywnej ramy mającej w zabudowanych na jej dwóch bokach prowadnicach, jednos159 268 tronnie, równoległe i w niewielkich jednakowych odległościach rozpięte nitki, oraz sztywno połączone z nią szyny prowadnicze, na których suwliwie zabudowana jest belka z umieszczoną na niej kamerą oraz źródłem światła punktowego.

Sposób i urządzenie znane z opisu patentowego nr 101 795 umożliwia otrzymanie interferencyjnego obrazu warstwie na tle powierzchni przedmiotu, lecz tylko w oku obserwatora lub na powierzchni kliszy fotograficznej. Obraz ten otrzymać można ponadto tylko wówczas kiedy to obserwator lub kamera fotograficzna znajduje się przed rusztem wykonanym z nitek, to znaczy w tej części przestrzeni w której znajduje się źródło światła punktowego.

Istota sposobu według wynalazku polega na tym, że na powierzchnię konstrukcji powłokowej dokonuje się projekcji co najmniej dwóch obrazów siatek rozbieżnymi wiązkami światła o równoległych osiach optycznych, wywołując na powierzchni tej konstrukcji obraz warstwie, po czym rejestruje się stan obrazu warstwie w ustalonych kolejnych chwilach czasu i stanach obciążenia.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że układ ten ma zespół projekcyjny zaopatrzony w siatkę oraz ma również zestaw dwóch par zwierciadeł środkowych i zewnętrznych ustawionych w parach symetrycznie do osi zespołu projekcyjnego, przy czym zawierciadła każdej pary usytuowane są względem siebie pod kątem dwuściennym o tej samej wartości, a zwierciadła zewnętrzne mają większe powierzchnie od zwierciadeł środkowych.

Efektem technicznym przedstawionych rozwiązań technicznych jest to, że interferencyjny obraz mory powstały z rzutowania dwóch obrazów siatek, tworzy się bezpośrednio na powierzchni badanego przedmiotu i jest on widoczny z każdego punktu przestrzeni, z którego tylko widoczna jest powierzchnia badanego przedmiotu. Dodatkową zaletą stosowania wynalazku jest również to, że powierzchnia badanego przedmiotu nie musi być powierzchnią o zwierciadlanej gładkości. Osiągalne za pomocą układu według wynalazku rozdzielenie jednej wiązki światła emitowanego przez zespół projekcyjny na dwie wiązki światła - daje to, że obrazy siatki niesione przez te dwie wiązki światła ku badanej powierzchni konstrukcji powłokowej są identyczne. Eliminuje to błędy jakie powstałyby wówczas, kiedy to na powierzchnię konstrukcji powłokowej emitowano by z dwóch odrębnych zespołów projekcyjnych obrazy dwóch rzeczywistych siatek. Ponadto wielkość obszaru przestrzeni interferencyjnej ma charakter rosnący w miarę wzrostu odległości badanej powierzchni od źródeł rzutowania obrazów siatek, co umożliwia badania kształtów i zmian kształtów przedmiotów wielkogabarytowych np. kadłubów statków, ścian kopalnianych lub tym podobnych.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie zastosowania ilustrowanych dodatkowo rysunkiem, przy czym przykład zastosowania sposobu objaśniony jest za pomocą fig. 1 rysunku, zaś przykład wykonania układu optycznego według wynalazku przedstawiony na fig. 2 tego rysunku.

Sposób optyczno-interferencyjnej oceny kształtu i zmiany kształtu konstrukcji powłokowej, w jego przykładowym zastosowaniu, realizuje się poprzez wywołanie na powierzchni P tej konstrukcji obrazu warstwie, będących skutkiem tak zwanego efektu mory. Sam efekt mory i obraz warstwie na powierzchni konstrukcji powłokowej uzyskuje się poprzez rzutowanie na te powierzchnie ze źródła światła S dwóch wiązek światła niosących dwa obrazy identycznych siatek 1 liniowych o małej podziałce między liniami. Zastosowane wiązki światła są przy tym wiązkami rozbieżnymi lecz o równoległych osiach optycznych O2. Uzyskany obraz warstwie na powierzchni konstrukcji powłokowej obserwuje się w określonym przedziale czasu, w wybranych chwilach czasu i stanach obciążenia tej konstrukcji. Chwilowy obraz warstwie jest, zależnie od potrzeb, rejestrowany znanymi sposobami i za pomocą znanych środków, np. na kliszach fotograficznych. Wartość odległości między warstwicami definiowania jako rozdzielczość jest przy tym określona z wzoru:

2sso + l)S bo-2sso+l) w którym: Z - rozdzielczość; o - odległość źródła światła od siatki; b - odległość między osiami optycznami wiązek światła; 1 - odległość siatki od konstrukcji badanej; 2s - moduł siatki.

Układ optyczny do optyczno-interferencyjnej oceny kształtu i zmiany kształtu konstrukcji powłokowej, w jego przykładowym zastosowaniu, zbudowany jest z zespołu projekcyjnego 2,

159 268 zawierającego siatkę 1 liniową oraz zestaw dwu zwierciadeł środkowych 3 a także dwu zwierciadeł zewnętrznych 4. Poszczególne elementy układu rozmieszczone są przy tym tak, że zespół projekcyjny 2 usytuowany jest w osi symetrii 0i tego układu i w osi tej usytuowane sę również dwa zwierciadła środkow e 3 zestawione na krawędziach względnem siebie pod kątem prostym i narożem zwrócone ku zespołowi projekcyjnemu. Z obu stron zwierciadeł środkowych 3 ustawione są zwierciadła zewnętrzne 4, przy czym z każdej strony osi symetrii 0i układu zwierciadło środkowe 3 jest usytuowane równolegle do zwierciadła zewnętrznego 4. Powierzchnie zwierciadeł zewnętrznych 4 są większe od zwierciadeł środkowych 3. Usytuowanie elementów układu jest przy tym takie, że wiązka światła emitowana z zespołu projekcyjnego 2 rozdziela się w zestawach zwierciadeł środkowych 3 i zewnętrznych 4 na dwie rozbieżne wiązki światła o równoległych osiach optycznych

Fig. 2

Zakład Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 5000 zł.

Claims (2)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób optyczno-interferencyjnej oceny kształtu oraz zmian kształtu konstrukcji powłokowych, w którym wykorzystuje, się interferencyjne zjawisko mory, znamienny tym, że na powierzchnię (P) konstrukcji powłokowej dokonuje się projekcji co najmniej dwóch obrazów siatek (1) rozbieżnymi wiązkami światła o równoległych osiach optycznych (O2), wywołując na powierzchni tej konstrukcji obraz warstwie, po czym rejestruje się stan obrazu warstwie w ustalonych kolejnych chwilach czasu i stanach obciążenia.

2. Układ do optyczno-interferencyjnej oceny kształtu oraz zmian kształtu konstrukcji powłokowych zawierający źródło światła białego operujące wiązką rozbieżną oraz siatkę, znamienny tym, że ma zespół projekcyjny (2) zaopatrzony w siatkę (1) oraz ma zestaw dwóch par zwierciadeł środkowych (3) i zewnętrznych (4) ustawionych w parach symetrycznie do osi zespołu projekcyjnego, przy czym zwierciadła każdej pary usytuowane są względem siebie pod kątem dwuściennym o tej samej wartości, a zwierciadła zewnętrzne mają większe powierzchnie od zwierciadeł środkowych.