SU1516968A1 - Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations - Google Patents
Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations Download PDFInfo
- Publication number
- SU1516968A1 SU1516968A1 SU884400335A SU4400335A SU1516968A1 SU 1516968 A1 SU1516968 A1 SU 1516968A1 SU 884400335 A SU884400335 A SU 884400335A SU 4400335 A SU4400335 A SU 4400335A SU 1516968 A1 SU1516968 A1 SU 1516968A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- output
- input
- pass filter
- interferometer
- signal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Measurement Of Mechanical Vibrations Or Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к неразрушающему контролю акустическими методами. Цель изобретени - повышение точности измерений параметров ультразвуковых колебаний объектов с переменным коэффициентом отражени достигаетс путем устранени погрешностей, св занных с нестабильностью интенсивности излучени источника и нестабильностью коэффициента отражени объекта за счет автоматической регулировки интенсивности выходного сигнала измерительного интерферометра с отрицательной обратной св зью на заданной частоте. Источник излучени 1 формирует поток излучени , который, попада в интерферометр, образованный светоделительным кубиком 4, отражающей поверхностью электромеханического преобразовател 5 и поверхностью 6, св зываемой с объектом, формирует интерференционную картину в плоскости чувствительного элемента фотоприемника 7. Дл компенсации нестабильностей оптическа длина опорного плеча интерферометра модулируетс с помощью колебаний отражающей поверхности электромеханического преобразовател 5, который возбуждаетс через сумматор 13 генератором 12 на заданной частоте. Сигнал этой частоты выдел етс на выходе интерферометра с помощью полосового фильтра 15 и служит дл управлени коэффициентом передачи блока 17 восстановлени амплитуды так что он пропускает на вход блока 18 регистрации полезный сигнал с амплитудой, не завис щей от нестабильностей отражающей поверхности и источника 1 излучени .This invention relates to non-destructive testing by acoustic methods. The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy of parameters of ultrasonic oscillations of objects with a variable reflection coefficient by eliminating errors associated with instability of the source radiation intensity and instability of the reflection coefficient of an object by automatically adjusting the intensity of the output signal of the measuring interferometer with negative feedback at a given frequency. The radiation source 1 generates a radiation flux, which, falling into the interferometer formed by the beam-splitting cube 4, the reflecting surface of the electromechanical transducer 5 and the surface 6 connected to the object, forms an interference pattern in the plane of the sensitive element of the photodetector 7. To compensate for instabilities, the optical length of the interferometer reference arm modulated by oscillations of the reflecting surface of an electromechanical transducer 5, which is excited through an adder 13 gene RATOR 12 at a given frequency. The signal of this frequency is extracted at the output of the interferometer using a band-pass filter 15 and serves to control the gain of the amplitude recovery unit 17 so that it passes a useful signal to the input of the recording unit 18 with an amplitude independent of the instabilities of the reflecting surface and the source of radiation 1.
Description
5К (Л5K (L
елate
О5 СО О) СХO5 CO O) CX
сигнала измерительного интерферометр с отрицательной обратной св зью на заданной частоте. Источник излучени 1 формирует поток излучени , который, попада в интерферометр, образованный светоделительным кубиком А, отражающей поверхностью электромеханического преобразовател 5 и поверхностью 6, св зываемой с объектом, формирует интерференционную картину в плоскости чувствительного элемента фотоприемника 7. Дп компенсации иестабильностей оптическа длина опорного плеча интерферр- метра модулируетс с помощью колеИзобретение относитс к неразрушающему контролю акустическими методами и может быть использовано дл дефектоскопии изделий в медицине,signal of the measuring interferometer with negative feedback at a given frequency. The radiation source 1 generates a radiation flux, which, falling into the interferometer formed by the beam-splitting cube A, the reflecting surface of the electromechanical transducer 5 and the surface 6 connected to the object, forms an interference pattern in the plane of the photodetector sensing element 7. DP compensation and stability of the optical length of the reference arm interferr - the meter is modulated using a cole. The invention relates to non-destructive testing by acoustic methods and can be used to deflect protoscopy products in medicine,
Цель изобретени - повышение точности измерени параметров ультразвуковых колебаний объектов с переменным коэффициентом отражени путем устранени погрешностей, св занных с нестабильностью интенсивности излучени источника и с нестабильностью коэффициента отражени объс. Ч- та за счет автоматической регулировки интенсивности выходного сигнала измерительного интерферометра с помощью отрицательной обратной св зи на заданной частоте.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the parameters of ultrasonic vibrations of objects with a variable reflection coefficient by eliminating errors associated with the instability of the intensity of the source radiation and with the instability of the reflection coefficient obs. This is due to the automatic adjustment of the intensity of the output signal of the measuring interferometer using negative feedback at a given frequency.
На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг,2 - блок-схема одного из вариантов выполнени блока восстановлени амплитуды ,Figure 1 shows the block diagram of the proposed device; Fig. 2 is a block diagram of one embodiment of an amplitude recovery unit;
Устройство содержит источник 1 оп ического излучени , диафрагму 2, длиннофокусную линзу 3, измерительный интерферометр, состо щий из светоделительного кубика 4, отражающей поверхности электромеханического преобразовател 5 и отражающей поверхности 6 (например, объекта), первый 7 и второй В фотоприемники, дифференциальный усилитель 9, первый фильтр 10 нижних частот, усилитель 11 автоподстройки, генератор 12, сумматор 13, светоделитель 1Д, полосовой фильтр 15, второй фильтр 16 нижних частот, блок 17 восстановлени амплитуды и блок 18 регистрации.The device contains an optic source 1, aperture 2, a long-focus lens 3, a measuring interferometer consisting of a beam-splitting cube 4, a reflecting surface of an electromechanical transducer 5 and a reflecting surface 6 (for example, an object), the first 7 and second B photodetectors, a differential amplifier 9 , the first low-pass filter 10, the auto-tuning amplifier 11, the generator 12, the adder 13, the beam splitter 1D, the band-pass filter 15, the second low-pass filter 16, the amplitude recovery unit 17 and the registration block 18.
баний отражающей поверхности электромеханического преобразовател 5, который возбуждаетс через сумматор 13 генератором 12 на заданной частоте . Сигнал этой частоты выдел етс на выходе интерферометра с помощью полосового фильтра 15 и служит дл управлени коэффициентом передачи блока 17 восстановлени амплитуды так, что он пропускает на вход блока 18 регистрции полезный сигнал с амплитудой, не завис щей от нестабильноетей отражающей поверхности и источника 1 излучени 2 ил.The reflecting surface of the electromechanical transducer 5, which is excited through the adder 13 by the generator 12 at a given frequency. The signal of this frequency is extracted at the output of the interferometer using a band-pass filter 15 and serves to control the transmission coefficient of the amplitude recovery unit 17 so that it passes a useful signal to the input of the register unit 18 with an amplitude independent of the instability of the reflecting surface and the source 2 of the radiation 2 silt
Блок 17 восстановлени амплитуды может выполнегн в варианте, содержащем Детектор 19 огибающей, аналого-цифровой пре,С)бразокател11The amplitude recovery unit 17 may be performed in a variant comprising an Envelope Detector 19, an analog-digital pre, C) transmitter 11
5 (АЦП) 20, посто нный запоминающий блок - : 1 . представл ющий собой посто нное запоминающее устройство (ПЗУ), и умножаю;ций цифроаналоговый преобразователь 22 УЦАП) ,5 (ADC) 20, the permanent storage unit is: 1. representing a persistent storage device (ROM) and multiplying; digital-analog converter 22 (UTsP),
0 Устройство работает следующим образом,0 The device works as follows
Сфокусированное линзой 3 изпуче- лазера 1 вводитс в образованный светоделительным кубиком 4, отражаю5 поверхностью электромеханического преобразоБЛ ел 5 и поверх остью 6, св зываемой с объектом, интирферо- метр.Focused by a lens 3 from a pu-ray laser 1 is introduced into the beam-forming cube 4 formed, reflecting 5 the surface of the electromechanical transducer 5 and the surface 6 connected to the object, an interferometer.
Интенсивность света в интерферен0 ционной картине фотоприемник 7 преобразует в электрический сигнал, в котором нар ду с полезными составл ющими , несущими информацию о ультразвуковых колебани х, присутст5 вует помеха, источниками которой вл ютс флуктуаци интенсивности излучени лазера 1 и вибраци оптических элементов установки совместно со смещени ми и вибрацией поверхности 6, При прохождении этого сигнала через дифференциальный усилитель 9 из него вычитаетс поданный на второй вход дифференциального усилител 9 сигнал с выхода второго фотоприемника 8, регистрирующего флуктуации интенсипности излучени лазера 1, что обеспечивает подавление помехи, св занной с флуктуацией интенсивност 1 излучени лазера 1 ,The light intensity in the interference pattern of the photodetector 7 converts into an electrical signal, in which, along with useful components, carrying information about ultrasonic vibrations, there is interference, the sources of which are fluctuations of the intensity of the laser radiation 1 and the vibration of the optical elements of the installation together with the offset and by the vibration of the surface 6. When this signal passes through the differential amplifier 9, the signal fed to the second input of the differential amplifier 9 is subtracted from the output a second optical sensor 8, the recording laser emission fluctuations intensipnosti 1, which provides suppression of noise associated with intensity fluctuations of the laser radiation 1 1
00
5five
5five
Сигнал с выхода дифференциального усилител 9 через фильтр 10 нижних частот, задерживающий полезный сигнал и пропускающий вторую из названных составл ющую помехи, поступает на вход усилител 11 автоподстройки который приводит поданный на его вход сигнал к уровню, необходимому дл управлени электромеханическим преобразователем 5 так, что смещение его зеркально отражающей поверхности под действием этого сигнала компенсировало фазовый сдвиг, возникающий из-за неинформатнвных смещений контролируемой поверхности 6, а также из-за вибраций оптических элементов установки. Выходной сигнал дифференциального усилител 9 содержит информацию только о конролируемых ультразвуковых колебани и о колебани х отражающей поверхности электромеханического преобразовател 5 под действием сигнала генератора 12. Эти сигналы промоду- лированы по амплитуде вследствие изменени коэффициента передачи интерферометра, вызываемого перемещением из-за изменени коэффициента отражени контролируемой поверхности 6 рабочий точки интерферометра по Передаточной характеристике. Поэтому дл поддержани пос-то нного масштаба преобразовани амплитуды ультразвуковых колебаний в электрический сигнал осуществл етс компенсаци изменени коэффициента передачи интерферометра.The signal from the output of the differential amplifier 9 through the low-pass filter 10, which delays the useful signal and passes the second component of the interference, is fed to the input of the auto-tuning amplifier 11, which drives the input signal to its level necessary to control the electromechanical converter 5 so that the offset its specularly reflecting surface under the action of this signal compensated for the phase shift arising due to uninformative displacements of the monitored surface 6, as well as due to vibration optical elements of the installation. The output signal of the differential amplifier 9 contains information only about the controlled ultrasonic oscillations and vibrations of the reflecting surface of the electromechanical transducer 5 under the action of the signal from the generator 12. These signals are modulated in amplitude due to a change in the transmission coefficient of the interferometer caused by the movement of the controlled surface 6 working point of the interferometer on the transfer characteristic. Therefore, to maintain a constant scale of converting the amplitude of ultrasonic vibrations into an electrical signal, the change in the transmission coefficient of the interferometer is compensated.
Поскольку отражающа поверхность электромеханического преобразовател 5 колеблетс с посто нной амплитудой , определ емой сигналом, вырабатываемым генератором.12, то отношение значени амплитуды, зарегистрированного фотоприемником 7 и выделенного полосовым фильтром 15 контрольного сигнала, в случае нахождени рабочей точки интерфермет- ра на максимально крутом участке передаточной характеристики, к теку щему значению амплитуды контрольного сигнала, представл ет собой коэффициент , на который необходимо умножить амплитуду сигнала, соответствующего ультразвуковым колебани м контролируемой поверхности 6, чтобы сохранить неизменным масштаб преобразовани амплитуды ультразвуковы колебаний в электрический сигнал.Since the reflecting surface of the electromechanical transducer 5 oscillates with a constant amplitude determined by the signal generated by the generator.12, the ratio of the amplitude recorded by the photoreceiver 7 and selected by the bandpass filter 15 of the control signal if the operating point of the interferometer is at the steepest part of the transmission signal characteristics, to the current value of the amplitude of the pilot signal, is the coefficient by which the amplitude of the signal must be multiplied, corresponding to the ultrasonic vibrations of the test surface 6, in order to keep unchanged the scale of the amplitude conversion of the ultrasonic vibrations into an electrical signal.
6968669686
отображаемый блоком 18 регистрации. Формирование названного коэффициента и умножение на него информационного сигнала вьтолн ет блок 17 восстановлени амплитуды сигнала.displayed by block 18 of registration. The formation of the named coefficient and the multiplication of the information signal on it completes the signal amplitude recovery unit 17.
Вариант реализации блока 17 фушс- ционирует следующим образом.An embodiment of block 17 is implemented as follows.
Контрольный сигнал, вьщеленныйPilot signal allocated
Q полосовым фильтром 15, поступает на вход детектора 19 огибающей, вход которого вл етс также вторым входом блока 17 восстановлени амплитуды сигнала. ПродетектированныйThe Q bandpass filter 15 is fed to the input of the envelope detector 19, the input of which is also the second input of the signal amplitude recovery unit 17. Detected
5 сигнал преобразуетс АЦП 20 в цифровой код, вл ющийс адресом дл ПЗУ 21, в котором хранитс заранее сформированна таблица корректирующих коэффициентов управл ющих УЦАЛ 22,5, the signal is converted by the ADC 20 into a digital code, which is the address for the ROM 21, in which a pre-formed table of correction coefficients of the control UCAL 22 is stored,
20 на вход опорного напр жени которого, вл ющийс также первым входом блока 17 восстановлени амплитуды сигнала, подаетс выделенный вторым фильтром20 to the input of the reference voltage of which, which is also the first input of the signal amplitude restoration unit 17, is supplied selected by the second filter.
16низких частот информационный сиг- 5 нал, который, умножа сь в УЦАП 2216 bass information signal, which, multiplying in UCAP 22
на корректирующий коэффициент, приводитс к заданному масштабу преобразовани амплитуды ультразвуковых колебаний в электрический сигнал, 30 регистрируемый подключенным к выходу УЦАП 22 блоком 18 регистрации.the correction coefficient is brought to a predetermined scale of the conversion of the amplitude of ultrasonic vibrations into an electrical signal, 30 recorded by the recording unit 18 connected to the output of UCAP 22.
Таблица корректирующих коэффициентов , хран ща с в ПЗУ 21, формируетс так, чтобы при подключении к обоим входам блока 17 восстановлени амплитуды сигнала выхода полосового фильтра 15 (второй фильтр 16 нижних частот при этом отключаетс от блокаThe correction factor table stored in the ROM 21 is formed so that when the amplitude recovery signal of the output of the bandpass filter 15 is connected to both inputs of the 17, the second low-pass filter 16 is disconnected from the block
17восстановлени a mлитyды сигнала) и при изменении коэффициента отражени контролируемой поверхности в диапазоне, характерном дл данного класса поверхностей, измерительный прибор 18 регистрировал сигнал неизменной амплитуды.17), and when the reflection coefficient of the test surface in the range characteristic of this class of surfaces changes, the measuring device 18 recorded a signal of constant amplitude.
АзAz
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884400335A SU1516968A1 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884400335A SU1516968A1 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1516968A1 true SU1516968A1 (en) | 1989-10-23 |
Family
ID=21364608
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884400335A SU1516968A1 (en) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1516968A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542720A (en) * | 2019-09-12 | 2019-12-06 | 张博湉 | Non-contact empty box detection mechanism |
-
1988
- 1988-03-31 SU SU884400335A patent/SU1516968A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Бондаренко А,Н. и др. Оптическа установка дл измерени сверхмалых акустических колебаний ПТЭ, 1975, № 6, с. 211-213. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110542720A (en) * | 2019-09-12 | 2019-12-06 | 张博湉 | Non-contact empty box detection mechanism |
CN110542720B (en) * | 2019-09-12 | 2024-05-28 | 盛视科技股份有限公司 | Non-contact empty box detection mechanism |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6008887A (en) | Single beam laser surface velocity and displacement measurement apparatus | |
US4379633A (en) | Apparatus for maintaining adjustment of coincidence and relative phase relationship of light beams in an interferometer | |
US4129041A (en) | Method and apparatus for receiving ultrasonic waves by optical means | |
US4655086A (en) | Method and means for measuring sound intensity | |
EP1835783A2 (en) | An optical audio microphone arrangement | |
US5452086A (en) | Interferometer amplitude modulation reduction circuit | |
US5146293A (en) | Phase-stepping fiber-optic projected fringe system for surface topography measurements | |
KR20000015911A (en) | Fiber optic gyroscope with reduced nonchldinearity at low angular rates | |
JP2013528798A (en) | Optical measurement device for physical parameters | |
SU1516968A1 (en) | Apparatus for contactless remote measuring of parameters of ultrasonic vibrations | |
JPS6018100A (en) | Microphone | |
US3842353A (en) | Photoelectric transducer | |
US4165182A (en) | System for obtaining displacement-amplitude information from a quadrature-dual interferometer | |
JPH06186337A (en) | Laser distance measuring equipment | |
JP2004264116A (en) | Optical wave range finder | |
SU911168A1 (en) | Optical vibrometer | |
JPH08114412A (en) | Vibrationproof type interferometer | |
JP3519862B2 (en) | Vibration pickup calibration method and device | |
JP2006138702A (en) | Light wave range finder | |
Corti et al. | Description of a coherent light technique to detect the tangential and radial vibrations of an arch dam | |
SU1408314A1 (en) | Apparatus for measuring refraction index profile and linear dimensions of objects with different refraction indices | |
SU1589057A1 (en) | Fiber optical vibration meter | |
Hirose et al. | Optical fibre sensing system for three dimensional vibration measurements | |
SU1497451A1 (en) | Interferometer for measuring linear displacement of objects | |
Hirose et al. | Measurement method of VHF elastic vibrations by optical fiber interferometric sensing |