Стробоголографический способ определения форм колебаний вращающихся объектов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для диагностики колебаний вращающихся объектов. Целью изобретения является расширение класса исследуемых колебаний за счет обеспечения возможности определения форм колебаний в случаях, когда частота колебаний не кратна частоте вращения объекта. Объект 10 освещают серией импульсов, синхронизированных с определенным положением вращающегося объекта 10. Для этого используют стробирующий диск 3, укрепленный на объекте и размещенный в фокусе коллиматора 2. Голограмму записывают на регистрирующей среде 9 и при ее восстановлении получают интерферограмму, по которой судят о форме колебаний вращающегося объекта 10. 1 ил.

СОЮЗ COBE!ÑÊ1;Õ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (s<)s 6 01 В 9/025

ГОСУДЛРСТБЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПГ И ГКНТ СССР фГ:((уелu g q

1 (,y

Э

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ L

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ° (21) 4674615/28 (22) 05.04.89 (46) 23.08.91. Бюл. N 31 (71) Калининградский государственный университет (72) И.Ю.Богусонова, В.С.Гуревич, M.Е.Гусев и А.И.Приклонский (53) 531.715.1 (088.8) (56) Buck M.-А., Kreitlow Н, — Leser 77. Proc

Opto-Electronics conf, 1977, р. 408-419. (54) СТРОБОГОЛОГРАФИЧЕСКИЙ СГ!ОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФОРМ КОЛЕБАНИЙ

ВРАЩАЮЩИХСЯ ObbEi;TOB И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУ ЩЕСТВЛ Е Н И Я (57) Изобретение относится к контрольноизмерительной технике и может быть ис„„wU ÄÄ 1672203 Al пользовано для диагностики колебаний вращающихся объектов. Целью изобретения является расширение класса исследуемых колебаний за счет обеспечения воэможности определения форм колебаний в случаях, когда частота колебаний не кратна частоте вращения объекта. Объект 10 освещают серией импульсов, синхронизированных с определенным положением вращающегося объекта 10. Для зтого используют стробирующий диск 3, укрепленный на объекте и размещенный в фокусе коллиматора 2. Голограмму записывают на регистрирующей среде 9 и при ее восстановлении полу«ают интерферограмму, по которой судят о форме колебаний вращающегося объекта 10. 2 с. и. ф-лы, 1 ил.

f101)1)еIcl с)тнс сl c к volель!<с и технике и Ktoгкет быть и(,ПОЛЬЗЕ(>б)НО Дпя ЦИатl>OCI>1k, тв il!«GCKC!IЭ с(эс>ол> . :. вr I"a,o>j(è л д )алей к<аш: II, ;«б>бб j j <

Ц(3<) l,кi иэ!)Г)<эе iеб<ия яг)r! <(1«> <3 f):ir !Irl >1

HÈP К)>а(С 3 И! . nt ; Jl) IE. 1 «.I К «> !, l GfE>a H>) I>

Г>Г3>б r. -r, б !, 3 ., б г, г > бб Сб)б(>>- ;rr . . I > !. .. ;! I< В ., ::!X, Kr)ljr,« .аС<(! кол«бсб><б>>> ". i(! r! I-3 j;«C> 0 fe uk )r бг)бili:! 0 >бб

1 Эук).ital 0 Cr!<,r-of3 0<1>)Едв>10« fir

<1С>1. м KOn(.,a H! .й.

) ст >О>1с ° !,, с<б>бе<>. ;,г r< rirl! I vãc. "

1>eH> !<Î! ) L! r . <>l>r, !) б !, I ()!, Li! I б)б с)Рб i()бiР)/ю>Ц!»I !. . ° P ° <б. вну)ре><ней 1>пкэл -,>«б>,! i >ос «.;, I » ) т!)ра 2, г>ЭЛОграя >л < б .! <>>.fef>1,р .;, б! .. r "б !! Ы>> f! . . r, i °, < ..".< б б;

raI 3!Ör :. „С« б ". б< б ЕЛ .a,, Vr ! ч..;Р )F>lt, и, <ка L1 Ре(<Рук;ЩУ сце,, .r )«rrK<

;с-ле,.уе<л<<>1 об ект зэк1 -i л:->!»ь:и ь д;

; 1 .. ле, на Kolopnt> кое<>пе! стр >>эис>, i в

<;Г>осс б и;ущес. l > ля ..)ся следую.ци>л с бразом, Стогэбиру ощий диск 3, же(TKQ связанный с обьекто>л 10 и вра.;(эющийсл сл><хроннс с ним, благодаря наличию рад>)ал>,но,". прорези формирует с)роби>лпулб.сll, г. Грс с

>бl, f «ИЗ>б-. б - l«!>IF <)ГГ,><ИМ;I ГС>Л VGУГ„

<В >>Л rir) >Ох. r >,,. 1 Об>ЬЕ«(3)3 И С rr,lу->(ц! Е I: б>с <0 „и б;i > Г<1>Г<щ i«I! . Ра(Г)ол );. «...е дис>,а и >1>0>б arrrt fj!)и плоское> и K(>i)i!I!I i; Г Ija 2

I>0 3Âã > я в т I OICII r ° Эб >!<в< <>1)> CV i, Гб:> ><О(. Г>1

ИМПу/:ЬС ОВ 3:> .ЧЬ- С; <К(.Ir >Я радИапьl< )й <>рОpe3 < до озз«, p:<,,«><1 р:)КI!310>и ка 1 ксгерентно. о излучения в направле>цл! радиуса стробирующего диска 1, Далее стробирующие импульсы под(>»з)ся в голо графи«во)ий интерферс >летр >1, собраннь и по двухлучевс.! cxe!.IG. Г1ри этом светоделитель 5 в опт«ческои схеме устэбнавливаетсл таким образом, чтобы напра=лен>бл осве(дающих луveli npL1 <1х обратном ходе «1)(сскапись на ocl< вращения Обьек °;.. Длл регистрации интерферограммы of ек. 1(" и ст робирую<ций д> r K Э приводя; ся вс ; л «ение с зада(>>был<и оборота<л 1, лозб,жда«отся колебания объекта 10, B схему подается излу<е> ие от исто«ника 1 и производится экспонирование регистриру 0<цсй среды 9.

I С>СЛ(«ЕГО -l3e1)HQ!. LI:PРЕК13ЫВа б 7 с ч (! > «) Г Од!> р л f) в ед> . .I I и >О 0 i > (, Г) а ц и и 0 с в е (цени о1>ьсу)>ьсол r. 3, E l i (= 1 k: I 1 0 r т Ь О б > 7

2:т 7>й б ; i >>>. >> 3 >у !(<б!!.r r i б б,-, 1 . .б! (1> II I II(. I с) Llafl yri >< ил, ? расстоя(<ие r!T !Ifihev Га 10 jjo f>PГисT ри,;. к>щей r,реды 9;

R - радиус освещае>лой эг>ны Объ«Гта (1)а lj<óc освещбно<цего Г)у <ка в плоскостl!

15, бь v.та)

n «ac ота вращения OhbP>.fa, об/с, :И r Рб)>>ИЭ>>Г OE a i<«>ix С ОД С M ЖЕ yfnO бб «М f: Г) (Вt1GÑ ГО двух (,е1>ий коротких импуn(,0(3, синхронизиро«:а!<«lли полo

>кf.:I »>тб;!I1 t)f)>reê) а Гlо извеc) ><0<лУ сГ!Особ)>j, < > б Е С б >= < i! I., r Ю ) С Л V a I e C т (<; Н ! О Н О Б Ы Е С В 0 б I с 7

<«)

Г1редлл<аемый способ осве ценил будет >«.

"rKI3LI(3;ineHrt3ri стробоскопическому осг:elli:><ию >;евра>цающегося кол<.б>л>0>цегосл об)ьекта >>мпульсл»«, следующими г, IE0cтоя <ной частотой !, >астотой вращения объекта), не крат><ой< част(>те колебаг<ий. при этом объект будет прих0дить к »о»с«<там излу >е><ия им»ульсов в раэли «><ых фазах, и

<а гологра;.It!>.; будут ><акапливаться иэображенил обб,екта в разли <ных состояниях. При

«О.стано деl бу б д;т >!ос<, б-«а«пиваTI:ся одн0временll0 изос.оответствующие Kaæäo»ó ! б!б>)б бj >I

>1I (L, 1>сp>.;Hrl LIQHIIaя Kа1>r<1«I ), Образ0 тб! ><ля при наложении всех восстановлен1Г) ных иэображений в рассматриваемом луч,, будет vìå ь следующее распределевности(с точностью до постоянного множителя): .1г, Ih, 1=-! < 1л (KA ) sin с (n л/K ) Х вЂ” ОО

X (>г>2 <4 ) 12

50 гдс f(. — вектор чувствительности голографи«ескof Q и><терферометра;

А — ам! литуда колебаний обьекта;

К вЂ” cvf>a)<(ность стробирук)щих >«лпу «ьсов по отно<с>ению к частоте колебани>1 cf37,— екта fz;

J = 0,1,2 — порядковый но)лер стробирующего импульса;

«.>Т2203

0 -

<ч <><,<»«)пн ><î>)<)<>;)«>«) <, «а к<>«)рук) <)рихг>ди«.«<: ередина j го с«.<)f)è рующего им<)ульса.

Если часто<а колебаний 4 с><н<)сится л <астоте вращения f< как ирр))цио><аль«ое число, то выра)кение (l) «n всех <пу <а«х свп дится к виду г, г(„, ) (2) т.е, предлагае л <й способ обеспечивает получение интерферограммы колебаний вращающегося обьекта с усреднением по времени.

Если отношение fz/f< представляет собой рациональное число, то предлагаемый способ обеспечивает получение интерферограммы с усреднение л по времени (Ii<1)l = lo (kA) при вь<полнении г г следующих условий: л, л

2 л пег

fz> 1>;

)2 -

Формула изобретения

1. Стробоголографический способ определения форм колебаний вращающихся

Составитель В.Бахтин

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Л.Гратилло

Корректор М.Кучерявая

Заказ 2828 Тираж 370 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 где г/q — дробная часть числа;

Л t — максимально допустимая длительность стробирующего импульса. при которой не происходит декорреляции спекл— структур.

В остальных же случаях рационального соотношения частот характеристическая функция интерферограммь< имеет вид (1), Из выражений (1) и (2) следует, что предлагаемый способ в отличие or известного обеспечивает по интерферограмме однозначное определение положения узловых линий как линий, имеющих максимальную яркость, а также прямое определение амплитудных значений виброперемещений.,>бь><к <пп, <:oчающиися вт,ом, что осВО

<цан) г врап<аюп<ийся обьект с частотой, рав»ой <лс«>< .. вр)<в<ения обьек)а, многократно

I)oâ) оf) «юлму и наблюдают ингерференционную

1() картину, по которой определяют формы колебаний, отличающийся тем, что, с целью расширения класса исследуемых колебаний, длительность Л t освещающих импульсов выбирают из соотношения

15 где А — длина волны когерентного иэлуче20 ния;

Z — расстояние от обьекта до голограми — частота вращения объекта;

R — радиус освещаемой области обьектэ. а освещение объекта и наблюдение интерференционной картины осуществляют иэ точек, расположенных на оси вращения обьекта.

2. Устройство для стробоголографического определения форм колебаний вращающихся обье кто в, содержащее непрерывный источник когерентного излучения, держатег,ь объекта, установленный с воэможностью вращения вокруг оси, реги35 стрирующую среду и оптическую систему формирования опорного и объектного пучков для записи голограмм, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью расширения класса исследуемых колебани <, 0Но снабжено не40 прозрачным диском с радиальной прорезью, предназначенным для жесткого крепления на оси вращения.