RU1825976C - Способ бесконтактной регистрации акустических колебаний - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительным приборам, в частности дл  регистрации акустических колебаний и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии и акустико-эмиссионной диагностике. Сущность: с целью повышени  чувствительности и увеличени  точности измерений интерференционную картину стро т за счет охождени  когерентных электромагнитных пучков, причем формирование этой картины производ т посредством подбора угла схождени  с характерными масштабами, превышающими на пор дки длину волны излучени , и осуществл ют в поперечной по отношению к направлению движени  волн плоскости, а движение интерференционных полос, обусловленное перемещением диагностируемой поверхности и адекватное регистрируемым акустическим колебани м, фиксируют в этой плоскости в качестве результата измерений. 1 ил.

Description

сл

С

Изобретение относитс  к контрольно- измерительным приборам, а именно к способам регистрации акустических колебаний, и может быть использовано в ультразвуковой дефектоскопии и акустико- эмиссионной диагностике.

Цель изобретени  - повышение чувствительности бесконтактного способа регистрации акустических колебаний и увеличение точности измерений.

Сущностью изобретени  и его отличительными особенност ми  вл ютс  следующие . В отличие от существующих стройств интерференционна  картина образуетс  в плоскости, перпендикул рной направлению распространени  образующих ее лучей . Пространственное распределение

интенсивности 1 в плоскости ОХУ, перпендикул рной лучевому потоку, дл  случа  схождени  лучей в плоскости с углом 0 имеет вид:

НОС032(Р--ЛГУГ0+) (1)

где lo - максимальна  интенсивность;

(t) - отклонение диагностируемой поверхности от положени  равновеси , имеющего место в отсутствие акустических колебаний;

Я-длина волны лазерного излучени , с помощью которого производ тс  измерени ;

р- посто нна  фаза.

со ho ел ю

VJ

о

Как видно из (1), интерференционна  картина представл ет собой полосы, смещающиес  при колебани х поверхности. Так, положение максимума интенсивности с номером п вдоль оси OY имеет значение у уп, определ емое в соответствии с выражением (1) следующей формулой

КО+Ячр

2 -sin©

+

п

2 sin

(2)

При съеме сигнала из двух фиксированных точек выбранной полосы, расположенных по обе стороны от ее максимума симметрично на рассто нии половины длины волны, получим, что разность сн тых величин пропорциональна удвоенному значению интенсивности в одной из точек, причем полученный сигнал не имеет посто нной составл ющей в отличие от сигнала , описываемого формулой (1), котора  соответствует случаю измерени , сн того в одной точке. Это обсто тельство представл етс  весьма важным с практической точки зрени  поскольку позвол ет исключить вли ние случайных наводок и тех помех, которые по своей природе представл ют аддитивные поправки в формуле (1). В результате существенно повышаетс  точность регистрации акустических колебаний и чувствительность соответствующей измерительной аппаратуры по сравнению со случаем, когда ограничиваютс  измерением только в одной точке интерференционной картины в соответствии с формулой (1). Поэтому, при практической реализации способа предпочтительными выгл д т схемы, базирующиес  на разностном измерении в двух точках интерференционной картины.

Одна из возможных схем реализации способа приведена на чертеже. Она включает в себ  источник когерентного электромагнитного излучени  1, на пути которого устанавливают полупрозрачное зеркало 2 и непрозрачное отклон ющее зеркало 3, направл ющее пучок на обьект измерений 4, от которопуотраженный пучок с помощью непрозрачного зеркала 5 направл ют в собирающую линзу 6, после которой распола- гают полупрозрачное зеркало 7, отклон ющее сход щийс  пучок на зеркал - ный клин 8. На этот же клин с помощью полупрозрачного зеркала 2 и рассеивающей линзы 9 направл ют часть исходногр электромагнитного пучка дл  образовани  на нем интерференционной картины, в определенные места которой устанавливают фотоприемники 10, соединенные с разностным усилителем 11.

Процесс измерени  акустических колебаний диагностируемой поверхности происходит следующим образом.

Пучок когерентного электромагнитного излучени , генерируемый источником 1, частично проходит через полупрозрачное зеркало 2 и отклон ющее зеркало 3, пада  на

колеблющуюс  поверхность 4. Отраженный сигнал с помощью зеркала 5 направл ют в фокусирующую линзу 6, с которой сход щийс  пучок лучей посредством полупрозрачного зеркала 7 концентрируют на

уголковом зеркале 9. Сюда же поступает излучение от источника 1, частично отраженное зеркалом 2 и проход щее через рассеивающую линзу 9, благодар  которой создаетс  расход щийс  пучок электромагнитного излучени , В результате этого на гран х уголкового зеркала 8 образуетс  в соответствии с формулами (1) и (2) интерференционна  картина, в определенных местах которой помещают фотоприемники 10.

Как уже было показано выше, разностный сигнал, получаемый на выходе разностного усилител  11, представл ет собой искомый результат измерени  акустических колебаний .

Таким образом, вследствие формировани  интерференционной картины в плоскости , перпендикул рной направлению распространени  электромагнитных лучей, за счет их схождени  и в результате ее синкронного со смещением диагностируемой поверхности перемещени  в этой плоскости , оказываетс  возможным существенно увеличить размер интерференционных полос и тем самым повысить точность сьема

сигнала фотоприемниками из заданной точки , а значит, увеличить чувствительность способа.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ бесконтактной регистрации акустических колебаний, заключающийс  в том, что освещают контролируемую поверхность опорным когерентным пучком излучени , регистрируют отраженный поток излучени , формируют интерференционную картину, по перемещению полос которой суд т об акустических колебани х, о т- личающийс  тем, что, с целью увеличени  чувствительности и повышени  точности измерений , освещение контролируемой поверхности осуществл ют под углом, формирование интерференционной картины осуществл ют в плоскости, параллельной поверхности объекта.