Способ измерения амплитуды колебаний и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения амплитуды колебаний диффузно отражающих объектов методами когерентной оптики. Целью изобретения является повышение информативности путем измерения как нормальной, так и тангенциальной составляющей амплитуды колебаний. Излучение от лазера 2 фокусируется на опорную 5 и исследуемую 12 поверхности, Из нормального отраженного излучения формируют интерференционную спекл-картину, изменение интенсивности которой регистрируется фотоприемником 6. Путем отражения от зеркал 8 и 9 формируется интерференционная картина, образованная излучением, отраженным от исследуемой поверхности 12 в противоположных направлениях под углом п /4. Изменение интенсивности этой картины регистрируется фотоприемником 11, Выходы фотоприемников 6 и 11 соединены с блоком 7 регистрации , в котором вычисляются значения тангенциальной и нормальной составляющих амплитуды колебаний. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s G 01 Н 9/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4772678/28 (22) 22.12.89 (46) 07.12.91, Бюл. М 45 (71) Мелитопольский институт механизации сельского хозяйства (72) Н.В.Морозов и B.Â.Ñîëîäîâ (53) 534.615(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 890076, кл. G 01 Н 9/00, 1981, (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АМПЛИТУДЫ

КОЛЕБАНИЙ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения амплитуды колебаний диффузно отражающих объектов методами когерентной оптики. Целью изобретения является . повышение информативности путем измерения как нормальной, так и тангенциаль„„SU ÄÄ 1696890 А1 ной составляющей амплитуды колебаний, Излучение от лазера 2 фокусируется на опорную 5 и исследуемую 12 поверхности.

Из нормального отраженного излучения формируют интерференционную спекл-картину, изменение интенсивности которой регистрируется фотоприемником 6. Путем отражения от зеркал 8 и 9 формируется интерференционная картина, образованная излучением, отраженным от исследуемой поверхности 12 в противоположных направлениях под углом л/4. Изменение интенсивности этой картины регистрируется фотоприемником 11, Выходы фотоприемников 6 и 11 соединены с блоком 7 регистрации, в котором вычисляются значений тангенциальной и нормальной составляюИзобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения нормальной и тангенциальной составляющих амплитуды колебаний диффузно отражающих объектов методами когерентной оптики.

Цель изобретения — повышение информативности за счет определения, по, мимо нормальной составляющей, также

: тангенциальной составляющей амплитуды колебаний.

Ка фиг.1 представлена схема устройства, реализующего способ измерения амплитуды колебаний; на фиг.2 — взаимное расположение освещающего и отраженных пучков, поверхности объекта и вектора амплитуды колебаний.

Устройство для измерения амплитуды колебаний диффузно отражающей поверхности содержит вибровозбудитель 1, источник 2 когерентного излучения — лазер, объектив 3, установленный на пути лазерного пучка, первый светоделитель 4, опорную поверхность 5, первый фотоприемник 6. блок 7 регистрации, зеркала 8 и 9, установленные параллельно вдоль оптической оси объектива 3, второй светоделитель 10, установленный на пути пучков, отраженных от зеркала 8 и 9, второй фотоприемник 11, выход которого связан с входом блока 7 регистрации.

На фиг.1 показан также исследуемый объект 12, Способ осуществляется следующим образом.

Излучение лазера 2 фокусируется с помощью обьектива 3 на поверхность объекта

12 и опорную поверхность 5. С помощью первого светоделителя 4 в пространстве регистрации первого фотоприемника 6 формируется интерференционная спекл-структура, образованная волнами, отраженными нормально от исследуемой и опорной поверхностей. Изменение интенсивности указанной инте рферен цион ной спекл-картины во времени регистрируется первым фотоприемником 6, выход которого связан с входом блока 7 регистрации, и гаким образом проводится измерение нормальной составляющей амплитуды колебаний диффузно отражающего объекта, Одновременно с помощью зеркал 8 и 9 и второго светоделителя IO в пространстве регистрации второго фотоприемника 11 формируется вторая интерференционная спекл-картина, сообразованная двумя волнами, отраженными от исследуемого объекта

12 в противоположных направлениях под углом _#_ /4 к нормали поверхности. Изменение интенсивности второй интерференцианной спекл-структуры во времени регистрируется вторь1м фотоприемником 11, выход которого также электрически связан с блоком 7 регистрации, 5 Интенсивность интерференционной спекл-картины, образованной двумя волнами, отраженными от исследуемой точки симметрично под углом л /4 к нормали поверхности, а значит, и напряжение электри10 ческого сигнала на выходе фотоприемника следующим образом зависит от оптической разности хода Л интерферирующих волн: и (т) = uо.сов (Ь ), 15 где Оо — максимально возможная амплитуда электрического сигнала, А в длина волны излучения используемого лазера, В случае, когда исследуемая точка соИ вершает тангенциальные гармонические колебания а ; (t) = 3

Л (т) = Л а sin (2 л t t + а) + Ь,, где Ло = const — начальная разность хода интерферирующих волн.

Напря>кение электрического сигнала на выходе фотоприемника следующим образом зависит от параметров механических.

4О колебаний;

2л

О (t) = Uо,со» (— -(— /2 а 1 sin (2 л f t +

+а) +у), 2m где ф = — т — Л ° — начальная разность фаз, которая устанавливается равной л /2.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет одновременно с измерением нормальной составляющей колебаний измерять и а — тангенциальную составляющую колебаний диффузно отражающей поверхности.

Формула изобретения

1. Способ измерения амплитуды колебаний, эаключающййся в том, что разделяют

Г;5 когерентное излучение на два пучка, фокусируют их соответственно на исследуемую и опорную поверхности, формируют из волн, отраженных нормально от поверхностей, интерференцион ную спекл-картину и

1696890

Составитель В.Бахтин

Техред М.Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор И.Шулла

Заказ 4297 Тираж 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 по изменению интенсивности этой картины определяют нормальную составляющую ам.плитуды колебаний, отличающийся тем, что, с целью повышения информативности за счет. определения, помимо нор- 5 мальной составляющей, также и тангенциальной составляющей амплитуды колебаний, формируют из волн, отраженных в точке фокусировки на исследуемой поверхности в противоположных направле- 10 ниях под углом л /4 к нормали поверхности, дополнительную интерференционную спекл-картину и по изменению интенсивности этой картины определяют тангенциальную составляющую амплитуды колебаний. 15

2. Устройство для измерения амплитуды колебаний, содержащее источник когерентного излучения, расположенные по ходу излучения объектив и светоделитель, предназначенный для формирования опор- 20 ного и измерительного каналов, размещенную в опорном канале опорную поверхность и установленный в выходном пучке фотоприемник и блок регистрации, вход которого электрически связан с выходом фотоприемника, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности за счет определения, помимо нормальной составляющей, также и тангенциальной составляющей амплитуды колебаний, оно снабжено двумя зеркалами, установленными в измерительном канале и ориентированными параллельно одно другому и опть.ческой оси канала, дополнительным светоделителем, оптически связанным с зеркалами, и установленным по ходу излучения эа дополнительным светоделителем дополнительным фотоприемником, выход которого электрически связан с входом блока регистрации.