SU1640538A1 - Устройство дл определени внутренних напр жений в объекте - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к контрольно- измерительной технике и может быть использовано при определении внутренних напр жений в непрозрачных объектах с использованием метода топографической интерферометрии Целью изобретени   вл етс  повышение точности за счет сокращени  времени между моментами регистрации голограмм и нагрева и получени  интерферограммы несущей информацию непосредственно о внутренних напр жени х, и повышение производительности за счет сокращени  времени измерени . При работе в режиме записи голограммы излучение от лазера 1 попадает на нелинейный преобразователь 2 излучени , проходит через тепловой фильтр 4 и микрообъектив 5, размещенные на основании узла 3 креплени  С помощью светоделител  7 и полупрозрачных зеркал 8 и 9 создают два пучка освещени  поверхностей эталонного и контролируемого объектов Отраженное излучение доставл етс  на регистрирующую среду 15 с помощью двух каналов наблюдени , состо щих из объективов 13 и 16 и зеркал 14 и 17 В режиме нагрева излучение лазера 1 проходит через нелинейный преобразователь 2 излучени  Основание узла 3 креплени  с тепловым фильтром 4 и микрообъективом 5 удалено с оптической оси Излучение поступает на линзу 6, делитс  светоделителем 7 и полупрозрачными зеркалами 8 и 9 на два пучка и фокусируетс  на поверхност х объектов 2 з п ф-лы 1 ил

Description

Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть использовано при определении внутренних напряжений в непрозрачных объектах с использованием метода голографической интерферометрии.

Цель изобретения - повышение точности за счет сокращения времени между моментами регистрации голограмм и нагрева и получения интерферограммы, несущей информацию непосредственно о внутренних напряжениях, и повышение производительности за счет сокращения времени измерения.

На чертеже представлена схема устройства для определения внутренних напряжений в объекте.

Устройство содержит импульсный лазер 1 типа Квант с длиной волны излучения 1,06 мкм.. По ходу излучения лазера размещены блок воздействия и блок измерения деформаций. Блок воздействия последовательно по ходу излучения включает нелинейный преобразователь 1 излучения, узел 3 крепления, выполненный в виде системы смещения и основания, на котором установлены тепловой фильтр 4 и.микрообъектив 5, линзу 6. светоделитель 7. первое 8 и второе 9 полупрозрачные зеркала, держатель 10 контролируемого объекта и держатель 11 эталонного объекта, систему 12 управления лазером,нелинейным преобразователем излучения и узлом крепления. Блоки измерения деформаций содержит последовательно по ходу излучения в канале наблюдения эталонного объекта первый объектив 13, первое зеркало 14 и регистрирующую среду 15, а в канале наблюдения контролируемого объекта соответственно второй объектив 16, второе зеркало 17 и регистрирующую среду 15.

Система управления обеспечивает работу устройства в двух режимах: первый режим - запись голограммы, второй режим нагрев. При работе на первом режиме система управления обеспечивает пуск лазера 1, включение нелинейного преобразователя 2 излучения, приводящее к преобразованию излучения во вторую гармонику, соответствующую длине волны 0,52 мкм. введение на оптическую ось устройства основания узла 3 крепления с расположенными на нем тепловым фильтром 4 и микрообъективом 5. При работе в режиме нагрева система управления обеспечивает пуск лазера 1,· выключение нелинейного ^: преобразователя 2 излучения, удаление, с оптической оси основания узла 3 крепления.

В режиме записи голограммы устройство работает следующим образом. Излучение от лазера 1 попадает на нелинейный преобразователь2 излучения, находящийся во включенном состоянии, что приводит к преобразованию излучения во вторую гармонику. Далее излучение видимого диапазона проходит через тепловой фильтр 4, обеспечивающий защиту регистрирующей среды, и микрообъектив 5, размещенные на основании узла 3 крепления, введенного с помощью системы смещения, выполненной в виде электромагнита, на оптическую ось устройства. Микрообъектив 5 при этом установлен на расстоянии от линзы 6, равном ее фокусному расстоянию. Следовательно, микрообъектив 5 и линза 6 обеспечивают преобразование излучения в коллимированное световое поле. Далее с помощью светоделителя 7 и полупрозрачных зеркал 8 и 9 осуществляется создание двух одинаковых пучков освещения поверхностей эталонного и контролируемого объектов соответственно, направления распространения которых симметричны относительно оптической оси устройства, Отраженное каждым из объектов излучение доставляется на регистрирующую среду 15 с помощью двух входящих в блок измерения деформаций каналов наблюдения, состоящих из объективов 13 и 16 и зеркал 14 и 17 и расположенных симметрично оптической оси устройства. При этом регистрирующая среда 15 расположена на оптической оси устройства. Каждый из каналов наблюдения формирует в области регистрирующей среды 15 резкое изображение освещенной поверхности соответствующего объекта, причем в силу симметричности блока измерения относительно оптической оси устройства эти изображения сопряжены одно с другим и с плоскостью регистрирующей среды 15. При этом осуществляется запись разностной интерференционной картины, вид которой определяется только характером внутренних напряжений, а влияние внешнего'воздействия исключено.

В режиме нагрева устройство работает следующим образом. Излучение лазера 1 проходит через нелинейный преобразователь 2 излучения, находящийся в выключенном состоянии. Основание узла 3 крепления с закрепленными на нем тепловым фильтром 4 и микрообъективом 5 удалено с оптической оси. Следовательно, излучение после нелинейного преобразователя 2 попадает сразу на линзу 6. находящуюся на расстоянии от каждого из держателей 10 и 11 объектов, равном ее фокусному расстоянию. Таким образом, излучение после раз1640538 деления его на два одинаковых пучка светоделителем 7 и полупрозрачными зеркалами 8 и 9 сфокусировано на поверхности каждого из объектов. При этом осуществляется тепловое нагружение .объектов, приводящее к изменению их напряженно-деформированного состояния. Это изменение фиксируется в виде интерференционной картины, путем расшифровки которой определяются внутренние наряжения.

Claims (3)

1. Формула изобретения

   1. Устройство для определения внутренних напряжений в объекте, содержащее блок воздействия, предназначенный для изменения напряженно-деформированного состояния контролируемого объекта и включающий импульсный лазер и линзу, блок измерения деформаций, выполненный в виде голографического интерферометра, и держатель контролируемого объекта, отличающееся тем, что', с целью повышения точности и производительности измерений, оно снабжено держателем эталонного объекта, размещенным симметрично держателю контролируемого объекта относительно оптической оси распространения лазерного излучения, установленными в блоке воздействия последовательно по ходу излучения вдоль оптической оси между лазером и линзой нелинейным преобразователем излучения и узлом крепления с системой смещения, установленным с возможностью перемещения в направлении, не совпадающем с оптической осью, размещенными по следовательно по ходу излучения в узле крепления тепловым фильтром и микрообъектйвом, устновленным от линзы на расстоянии, равном фокусному расстоянию линзы, 5 оптической системой формирования освещающих пучков, предназначенной для создания двух одинаковых пучков, направления распространения которых симметричны относительно оптической оси, и 10 системой управления, выходы которой соединены соответственно с входами лазера, нелинейного преобразователя излучения и узла крепления, а блок измерения деформаций выполнен в виде первого и второго 15 зеркал, первого и второго объективов и регистрирующей среды, первое зеркало и первый объектив и второе зеркало и второй объектив размещены по ходу пучков, отраженных соответственно от контролируе20 мого и эталонного объектов, симметрично оптической оси устройства и установлены из условия оптического сопряжения плоскости держателей контролируемого и эталонного объектов с плоскостью регистрирующей 25 среды.
2. 2. Устройство по п,1,отличающее· с я тем, что оптическая система формирования пучков выполнена в виде светоделите-

   30 ля, расположенного на оптической оси за линзой, и первого и второго полупрозрачных зеркал, установленных за светоделителем по ходу каждого из разделенных пучков.
3. 3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е35 с я тем, что система смещения узла крепления выполнена в виде электромагнита.