PL183116B1

PL183116B1 - Method of measuring beam twist and deflection in static and dynamic systems

Info

Publication number: PL183116B1
Application number: PL97320265A
Authority: PL
Inventors: Zbigniew Żurek; Henryk Madej
Original assignee: Politechnika Slaska Im Wincent
Priority date: 1997-05-27
Filing date: 1997-05-27
Publication date: 2002-05-31
Also published as: PL320265A1

Abstract

Sposób pomiaru skręcenia i ugięcia belki w układach statycznych i dynamicznych metodą optyczną, polegający na tym, że mocuje się co najmniej jedno lusterko na elemencie badanym i wykorzystuje się strumień światła laserowego, znamienny tym, że strumień światła laserowego kieruje się na lusterko, którego światło odbite odczytuje się na ekranie a zmiana stanu naprężeń powoduje proporcjonalne przemieszczenie odbitej plamki laserowej na ekranie przy czym, w pomiarach statycznych uzyskuje się przemieszczenie punktu świetlnego a w pomiarach dynamicznych przemieszczenie linii świetlnej.A method of measuring the torsion and deflection of a beam in static and dynamic systems using an optical method, consisting in mounting at least one mirror on the tested element and using a laser light beam, characterized in that the laser light beam is directed at the mirror, the reflected light of which is read on a screen and a change in the stress state causes a proportional displacement of the reflected laser spot on the screen, wherein in static measurements a displacement of the light point is obtained and in dynamic measurements a displacement of the light line is obtained.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób pomiaru skręcenia i ugięcia belki w układach statycznych i dynamicznych.The subject of the invention is a method of measuring the torsion and deflection of a beam in static and dynamic systems.

Znane sątensometryczne metody pomiaru skręcenia i ugięcia belki w układach statycznych i dynamicznych oraz metody elektryczne wykorzystujące przetwornik indukcyjny wykrywający znacznik na wale w postaci magnesu.There are known strain gauge methods for measuring beam torsion and deflection in static and dynamic systems, and electrical methods using an inductive transducer that detects a mark on the shaft in the form of a magnet.

Znana jest również metoda optyczna wykorzystująca wiązkę światła podczerwonego lub widzialnego, która polega na pomiarze światła odbitego od znacznika, którym jest element odblaskowy przy czym nadajnik i odbiornik są zintegrowane w jednej obudowie.An optical method using a beam of infrared or visible light is also known, which consists in measuring the light reflected from a marker, which is a reflective element, with the transmitter and receiver integrated in one housing.

Ponadto z opisu patentowego USA nr 4 983 035 znane jest urządzenie do pomiaru zmian wielkości mechanicznych jak wydłużenie, które charakteryzuje się tym, że jest złożone z układu nadawczo - odbiorczego przymocowanego do badanego elementu rozciąganego emitującego i odbierającego promień laserowy odbity od lusterka również przytwierdzonego do elementu rozciąganego. Pomiaru wydłużenia dokonuje się poprzez porównanie przesunięcia fazowego fali świetlnej wysyłanej i odbieranej po odbiciu.Moreover, from US patent No. 4,983,035 a device for measuring changes in mechanical quantities, such as elongation, is known, which is characterized by the fact that it consists of a transceiver system attached to the tested tensile element emitting and receiving a laser beam reflected from a mirror also attached to the element stretched. The measurement of elongation is made by comparing the phase shift of the light wave sent and received after reflection.

Natomiast z opisu patentowego JP 682222 znane jest rozwiązanie polegające na kierowaniu światła laserowego z źródła poprzez filtr na powierzchnię złączoną integralnie z elementem badanym. Odbity promień kierowany jest na ekran skąd fotografowany jest kamerą cyfrową a przemieszczenie plamki przetwarzane są na wartość kąta zależną od ugięcia badanego elementu.On the other hand, from the patent description JP 682222 there is known a solution consisting in directing the laser light from the source through the filter to the surface integrally connected with the examined element. The reflected ray is directed to the screen from where it is photographed with a digital camera and the spot displacement is converted into an angle value depending on the deflection of the tested element.

Sposób według wynalazku polega na tym, że mocuje się co najmniej jedno lusterko na elemencie badanym i wykorzystuje się strumień światła laserowego, charakteryzuje się tym, strumień światła laserowego kieruje się na lusterko, którego światło odbite odczytuje się na ekranie a zmiana stanu naprężeń powoduje proporcjonalne przemieszczenie odbitej plamki laserowej na ekranie przy czym, w pomiarach statycznych uzyskuje się przemieszczenie punktu świetlnego a w pomiarach dynamicznych przemieszczenie linii świetlnej.The method according to the invention consists in attaching at least one mirror to the tested element and using the laser beam, characterized by the fact that the laser beam is directed to the mirror, the reflected light of which is read on the screen and the change of the stress state causes a proportional displacement of the reflected laser spot on the screen, while in static measurements the displacement of the light point is obtained and in dynamic measurements the displacement of the light line.

Przedmiot wynalazku objaśniono na rysunku, który przedstawia schemat pomiaru skręcenia belki.The subject of the invention is explained in the drawing which shows a diagram of a beam torsion measurement.

Na elemencie badanym 4 w postaci wału mocuje się przez przyklejenie w pewnej odległości od siebie dwa lustra 1, na które kieruje się strumień światła laserowego z źródeł 2, którego światło odbite odczytuje się na ekranie 3. Zmiana stanu naprężeń powoduje proporcjonalne przemieszczenie 5 odbitej plamki laserowej na ekranie 3. Zarejestrowane przemieszczenie plamek świateł odbitych od luster 1 jest proporcjonalne do kata skręcenia φ wału 4.Two mirrors 1 are attached to the shaft tested element 4 by gluing at a certain distance from each other, onto which the laser beam from sources 2 is directed, the reflected light of which is read on the screen 3. The change of the stress state causes a proportional displacement 5 of the reflected laser spot on screen 3. The recorded displacement of the spots of lights reflected from mirrors 1 is proportional to the twist angle φ of the shaft 4.

Podobnego pomiaru można dokonać dla wału kręcącego się. Różnice w rejestrowanych poziomach pomiędzy początkami w tym przypadku kreślonych linii dają proporcjonalne zależności w stosunku do kąta skręcenia φ wału 4.A similar measurement can be made for a rotating shaft. The differences in the recorded levels between the beginnings of the drawn lines in this case give proportional dependencies to the angle of twist φ of the shaft 4.

183 116183 116

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 Zt.Publishing Department of the UP RP. Mintage 50 copies. Price 2.00 PLN.

Claims

Patent claim

A method of measuring the torsion and deflection of a beam in static and dynamic systems using the optical method, whereby at least one mirror is attached to the tested element and a laser beam is used, characterized in that the laser beam is directed to the mirror whose reflected light is is read on the screen and the change of the stress state causes a proportional displacement of the reflected laser spot on the screen, while in static measurements the displacement of the light point is obtained and in dynamic measurements the displacement of the light line.