RU2407988C2 - Оптическое устройство для измерения перемещений - Google Patents
Оптическое устройство для измерения перемещений Download PDFInfo
- Publication number
- RU2407988C2 RU2407988C2 RU2009101829/28A RU2009101829A RU2407988C2 RU 2407988 C2 RU2407988 C2 RU 2407988C2 RU 2009101829/28 A RU2009101829/28 A RU 2009101829/28A RU 2009101829 A RU2009101829 A RU 2009101829A RU 2407988 C2 RU2407988 C2 RU 2407988C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- plate
- photodetector
- hole
- fixing
- base
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 37
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims description 11
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims description 10
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 28
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000009659 non-destructive testing Methods 0.000 description 2
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005210 holographic interferometry Methods 0.000 description 1
- 238000005305 interferometry Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000011089 mechanical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000002887 superconductor Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Instruments For Measurement Of Length By Optical Means (AREA)
Abstract
Устройство содержит оптически связанные источник когерентного оптического излучения, оптическую систему, светоделитель, отражатель, жестко закрепленный на поверхности объекта контроля, и фотоприемное устройство. Устройство также содержит опорную плиту с центральным отверстием, скрепленную с основанием при помощи устройства для регулировки и фиксации ее положения. На внутренней поверхности плиты, обращенной к поверхности объекта контроля, жестко закреплено фотоприемное устройство, в котором выполнено отверстие, соосное отверстию в плите, а также с возможностью регулировки и фиксации положения через фланец большого основания закреплен конический корпус. При этом на фланце малого основания конического корпуса жестко закреплены светоделитель и одним концом эластичная светонепроницаемая мембрана, выполненная в виде кольца и опирающаяся противоположным концом на поверхность объекта контроля. На наружной поверхности плиты с возможностью регулировки и фиксации положения установлен цилиндрический корпус с размещенными в его полости источником когерентного оптического излучения и оптической системой. Техническим результатом устройства является снижение трудоемкости подготовки к проведению измерений и повышение точности результатов измерений. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области измерительной техники, а именно к оптическим устройствам для измерения малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля, основанным на применении оптических интерференционных методов.
Известны оптические устройства для измерения малых линейных перемещений поверхностей объектов контроля, основанные на применении интерференционных методов (Патент РФ №2169348 по заявке №99120531/28 от 28.09.1999 г., G01В 9/021, G01С 22/00, опубл. 20.06.2001 г. Бюл. №17) [1], (Попов А.В. Оценка опасности дефектов конструкций по данным бесконтактного акустико-эмиссионного неразрушающего контроля // Автометрия. 2001. №1. С.84-87) [2] и др., содержащие оптически связанные и последовательно размещенные источник когерентного оптического излучения, оптическую систему, светоделитель, отражатель, жестко закрепленный на поверхности объекта контроля и экран с установленными на нем фотоприемными устройствами. При этом полученная совмещением опорного и объектного пучков интерференционная картина, представляющая собой совокупность колец различной интенсивности, проецируется на экран, а фотоприемные устройства, установленные в кольцах интерференционной картины, регистрируют изменения интенсивности оптического поля, которые однозначно связаны с перемещениями поверхности объекта контроля.
Существенными недостатками данных устройств являются высокая трудоемкость подготовки к проведению измерений и низкая точность результатов измерений. Высокая трудоемкость подготовки к проведению измерений обусловлена тем, что перед началом проведения любого отдельного вида испытаний, а соответственно и измерений необходимо произвести индивидуальные установку (закрепление) и настройку (регулировку и фиксацию положения) каждого из оптических элементов отмеченных устройств для достижения совмещения опорного и объектного пучков и получения интерференционной картины в области размещения экрана, что значительно увеличивает трудоемкость подготовки к проведению испытаний. Низкая точность результатов измерений обусловлена тем, что на оптические элементы устройств и фотоприемное устройство в процессе проведения измерений воздействуют внешние источники оптического излучения (естественное освещение, осветительные приборы и т.п.), при этом интенсивности этих излучений и их изменения во времени носят случайный характер, что вносит случайные погрешности в результаты измерений, снижая их точность.
По совокупности признаков наиболее близким аналогом предлагаемого устройства, принимаемым за прототип, является устройство для измерения линейных перемещений оптическим датчиком (Паринов И.А., Попов А.В., Рожков Е.В., Прыгунов А.Г. Калибровка акустических преобразователей методом голографической интерферометрии // Дефектоскопия. 2000. №1. С.66-71) [3], содержащие оптически связанные и последовательно размещенные источник когерентного оптического излучения, оптическую систему, светоделитель, отражатель, жестко закрепленный на поверхности объекта контроля и экран с установленными на нем фотоприемными устройствами. При этом полученная совмещением опорного и объектного пучков интерференционная картина, представляющая собой совокупность колец различной интенсивности, проецируется на экран, а фотоприемные устройства, установленные в кольцах интерференционной картины, регистрируют изменения интенсивности оптического поля, которые однозначно связаны с перемещениями поверхности объекта контроля.
Существенными недостатками данного устройства являются высокая трудоемкость подготовки к проведению измерений и низкая точность результатов измерений. Высокая трудоемкость подготовки к проведению измерений обусловлена тем, что перед началом проведения любого отдельного вида испытаний, а соответственно и измерений необходимо произвести индивидуальные установку (закрепление) и настройку (регулировку и фиксацию положения) каждого из оптических элементов описанного устройства для достижения совмещения опорного и объектного пучков и получения интерференционной картины в области размещения экрана, что значительно увеличивает трудоемкость подготовки к проведению испытаний. Низкая точность результатов измерений обусловлена тем, что на оптические элементы устройств и фотоприемное устройство в процессе проведения измерений воздействуют внешние источники оптического излучения (естественное освещение, осветительные приборы и т.п.), при этом интенсивности этих излучений и их изменения во времени носят случайный характер, что вносит случайные погрешности в результаты измерений, снижая их точность.
Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является снижение трудоемкости подготовки к проведению измерений и повышение точности результатов измерений.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что оптическое устройство для измерения перемещений содержит оптически связанные источник когерентного оптического излучения, оптическую систему, светоделитель, отражатель, жестко закрепленный на поверхности объекта контроля, и фотоприемное устройство. Согласно изобретению устройство дополнительно содержит опорную плиту с центральным отверстием, скрепленную с основанием при помощи устройства для регулировки и фиксации ее положения, на внутренней поверхности плиты, обращенной к поверхности объекта контроля, жестко закреплено фотоприемное устройство, в котором выполнено отверстие, соосное отверстию в плите, и с возможностью регулировки и фиксации положения установлен цилиндрический корпус с размещенными в его полости источником когерентного оптического излучения и оптической системой, а на наружной поверхности плиты с возможностью регулировки и фиксации положения через фланец большого основания закреплен конический корпус, при этом на фланце малого основания конического корпуса жестко закреплены светоделитель и одним концом эластичная светонепроницаемая мембрана, выполненная в виде кольца и опирающаяся противоположным концом на поверхность объекта контроля.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где схематично изображено предлагаемое устройство для измерения перемещений.
Предлагаемое оптическое устройство для измерения перемещений содержит основание 1, опорную плиту 2 с центральным отверстием 3, скрепленную с основанием 1 при помощи устройства 4 для регулировки и фиксации ее положения, цилиндрический корпус 5, в полости 6 которого размещены источник 7 когерентного оптического излучения и оптическая система 8, фотоприемное устройство 9, выполненное в виде прямоугольной матрицы фотоприемников с центральным отверстием 10, соосным центральному отверстию 3 плиты 2, конический корпус 11 с фланцами 12 и 13 жестко скрепленными соответственно с большим и малым основаниями конуса, светоделитель 14, жестко закрепленный на фланце 13, отражатель 15, жестко закрепленный на поверхности 16 объекта контроля 17.
Плита 2 имеет наружную 18 и внутреннюю 19 поверхности, при этом последняя обращена к поверхности 16 объекта контроля 17.
Фотоприемное устройство 9 жестко закреплено на внутренней поверхности 19 плиты 2.
Цилиндрический корпус 5 размещен на наружной поверхности 18 плиты 2 соосно отверстию 3 плиты 2 и отверстию 10 устройства 9 при помощи крепежных элементов 20, обеспечивающих регулировку и фиксацию его положения.
Конический корпус 11 установлен на внутренней поверхности 19 соосно цилиндрическому корпусу 5, отверстию 3 плиты 2 и отверстию 10 фотоприемного устройства 9 при помощи крепежных элементов 21, обеспечивающих регулировку и фиксацию его положения.
На фланце 13 конического корпуса 11 одним концом жестко закреплена эластичная светонепроницаемая мембрана 22, выполненная в виде кольца и опирающаяся противоположным концом на поверхность 16 объекта контроля 17.
Устройство работает следующим образом
Излучение источника 7 когерентного оптического излучения после прохождения оптической системы 8 преобразуется в расходящийся пучок, проходит через отверстия 3 плиты 2 и 10 фотоприемного устройства 9 и попадает на светоделитель 14, где происходит его разделение - одна часть отражается от поверхности светоделителя 14 (опорный пучок), а вторая часть - от отражателя 15 (объектный пучок), жестко закрепленного на поверхности 16 объекта контроля 17.
Полученная при совмещении опорного и объектного пучков интерференционная картина, представляющая собой совокупность колец различной интенсивности, проецируется на фотоприемное устройство 9.
Фотоприемное устройство 9 при перемещении поверхности 16 объекта контроля 17 регистрирует изменение интенсивности оптического поля интерференционной картины, которое соответствует величине данного перемещения.
Результаты измерений от фотоприемного устройства 9 передаются в устройство для регистрации и отображения результатов измерений (на чертеже не показано).
Техническим результатом предлагаемого устройства для измерения перемещений является снижение трудоемкости подготовки к проведению измерений и повышение точности результатов измерений.
Проведенный сравнительный анализ выявил, что в отличие от устройств-аналогов и устройства-прототипа предлагаемое устройство характеризуется новыми признаками, а именно - новыми конструктивными элементами, имеющими новые форму и расположение в предлагаемом устройстве, позволяющими снизить трудоемкость подготовки к проведению измерений и повысить точность результатов измерений.
Предлагаемое устройство, сохраняя положительные качества приведенных в описании аналогов и прототипа, отличается по сравнению с ними снижением трудоемкости подготовки к проведению измерений и повышением точности результатов измерений и может быть применено в процессе высокоточных измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля при проведении экспериментальных исследований перспективных конструкций, оценке их технического состояния и диагностике, при исследовании акустико-эмиссионных процессов в твердых телах, исследовании процессов дефектообразования в ленточных высокотемпературных сверхпроводниках, исследовании волновых процессов в слоистых конструкциях и конструкциях, выполненных из анизотропных конструкционных материалов, в машиностроении, судостроении, авиастроении и т.п.
Источники информации
1. Паринов И.А., Прыгунов А.Г., Рожков Е.В. и др. Измеритель перемещений с объемной голограммой // Патент РФ на изобретение №2169348 по заявке №99120531/28 от 28.09.1999 г., G01В 9/021, G01С 22/00, опубл. 20.06.2001 г. Бюл. №17.
2. Попов А.В. Оценка опасности дефектов конструкций по данным бесконтактного акустико-эмиссионного неразрушающего контроля // Автометрия. 2001. №1. С.84-87.
3. Паринов И.А., Попов А.В., Рожков Е.В., Прыгунов А.Г. Калибровка акустических преобразователей методом голографической интерферометрии // Дефектоскопия. 2000. №1. С.66-71 - прототип.
Claims (1)
- Оптическое устройство для измерения перемещений, содержащее оптически связанные источник когерентного оптического излучения, оптическую систему, светоделитель, отражатель, жестко закрепленный на поверхности объекта контроля, и фотоприемное устройство, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит опорную плиту с центральным отверстием, скрепленную с основанием при помощи устройства для регулировки и фиксации ее положения, на внутренней поверхности плиты, обращенной к поверхности объекта контроля, жестко закреплено фотоприемное устройство, в котором выполнено отверстие, соосное отверстию в плите, и с возможностью регулировки и фиксации положения через фланец большого основания закреплен конический корпус, при этом на фланце малого основания конического корпуса жестко закреплены светоделитель и одним концом эластичная светонепроницаемая мембрана, выполненная в виде кольца и опирающаяся противоположным концом на поверхность объекта контроля, а на наружной поверхности плиты с возможностью регулировки и фиксации положения установлен цилиндрический корпус с размещенными в его полости источником когерентного оптического излучения и оптической системой.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009101829/28A RU2407988C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Оптическое устройство для измерения перемещений |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009101829/28A RU2407988C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Оптическое устройство для измерения перемещений |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2009101829A RU2009101829A (ru) | 2010-07-27 |
| RU2407988C2 true RU2407988C2 (ru) | 2010-12-27 |
Family
ID=42697805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009101829/28A RU2407988C2 (ru) | 2009-01-20 | 2009-01-20 | Оптическое устройство для измерения перемещений |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2407988C2 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2512697C1 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Оптическое интерференционное устройство для измерения перемещений поверхностей объектов контроля |
| RU2606245C1 (ru) * | 2015-09-21 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ измерения линейной и угловых составляющих малых перемещений поверхностей объектов контроля |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU911175A1 (ru) * | 1979-07-11 | 1982-03-07 | Предприятие П/Я Р-6681 | Спектрометр "фабри-перо |
| US4413422A (en) * | 1980-11-10 | 1983-11-08 | Kitamura Machinery Co. Ltd. | Apparatus for detecting the position of a machine tool spindle |
| TW230779B (ru) * | 1992-04-07 | 1994-09-21 | Basf Ag | |
| RU2237864C1 (ru) * | 2003-06-04 | 2004-10-10 | Закрытое акционерное общество завод "Измерон" | Преобразователь линейных перемещений |
-
2009
- 2009-01-20 RU RU2009101829/28A patent/RU2407988C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU911175A1 (ru) * | 1979-07-11 | 1982-03-07 | Предприятие П/Я Р-6681 | Спектрометр "фабри-перо |
| US4413422A (en) * | 1980-11-10 | 1983-11-08 | Kitamura Machinery Co. Ltd. | Apparatus for detecting the position of a machine tool spindle |
| TW230779B (ru) * | 1992-04-07 | 1994-09-21 | Basf Ag | |
| RU2237864C1 (ru) * | 2003-06-04 | 2004-10-10 | Закрытое акционерное общество завод "Измерон" | Преобразователь линейных перемещений |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2512697C1 (ru) * | 2012-10-29 | 2014-04-10 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Оптическое интерференционное устройство для измерения перемещений поверхностей объектов контроля |
| RU2606245C1 (ru) * | 2015-09-21 | 2017-01-10 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" | Способ измерения линейной и угловых составляющих малых перемещений поверхностей объектов контроля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2009101829A (ru) | 2010-07-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106840001B (zh) | 光学透镜中心厚度的非接触式测量装置和测量方法 | |
| JPH0431043B2 (ru) | ||
| CN103884491B (zh) | 一种扫描相机摆镜二维动态角测量校准方法与装置 | |
| CN104914133B (zh) | 摩擦缺陷检测装置 | |
| CN202471018U (zh) | 大口径平面镜面形检测装置 | |
| CN101609250B (zh) | 相机摆镜摆角扫描特性测试装置 | |
| CN102564340A (zh) | 大口径平面镜面形检测装置 | |
| CN102865829B (zh) | 立式大量程高精度光学平面测试装置 | |
| RU2407988C2 (ru) | Оптическое устройство для измерения перемещений | |
| CN105974158A (zh) | 一种非对称空间外差光谱仪风速测量标定装置及方法 | |
| CN106226042A (zh) | 空间光学遥感器碳纤维结构稳定性的自动测试系统及方法 | |
| RU2373492C2 (ru) | Оптическое устройство для измерения перемещений | |
| Kilpatrick et al. | Matrix laser vibrometer for transient modal imaging and rapid nondestructive testing | |
| GB2587826A (en) | Measuring the position of objects in space | |
| WO2020135891A1 (zh) | 激光平行度检测仪 | |
| CN209085733U (zh) | 一种基于悬臂梁模态频率的质量称量装置 | |
| RU2512697C1 (ru) | Оптическое интерференционное устройство для измерения перемещений поверхностей объектов контроля | |
| CN103017906B (zh) | 干涉仪剪切量在线检测系统 | |
| RU2410642C1 (ru) | Интерференционный измеритель малых перемещений | |
| RU2343402C1 (ru) | Оптическое устройство для измерения перемещений поверхностей объектов контроля | |
| CN102175303B (zh) | 基于球面合作目标的三维振动干涉测量装置 | |
| RU2769885C1 (ru) | Устройство для измерения деформации | |
| CN110702379B (zh) | 一种消除寄生条纹的红外光窗透射波前检测系统及方法 | |
| CN102878949B (zh) | 立式大量程高精度光学平面测试装置 | |
| RU2388994C1 (ru) | Способ измерения линейных и угловых перемещений |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120121 |