Оптические голографические приборы - Морозов А.М.
ISBN 5-217-00074-0
Скачать (прямая ссылка):
Другой эффективный метод контроля качества клеевых соединений основан на том, что при нагревании тела расширяются. Причем если изделие состоит из нескольких материалов, то тепловое расширение их различно и зависит от коэффициента температурного расширения at материала.
Контролируемое изделие наблюдают через голограмму в реальном времени. При незначительном нагревании сборные элементы начнут расширяться и деформировать друг друга. Через голограмму будут наблюдаться интерференционные полосы. При хорошем качестве клеевого соединения деформация изделия должна быть симметричной, т. е. должны наблюдаться интерференционные полосы, имеющие ось симметрии. В случае неоднородной склейки наблюдается резкое искажение интерференционной картины. Для выявления дефектов клеевого соединения с помощью нагрева обычно достаточно увеличить температуру элемента на Д/=5Ч-10°С и по сгущению интерференционных полос можно качественно определить положение дефекта. tno Контроль механических соединений. Основным направлением контроля механических соединений является обнаружение люфта деталей, входящих в механическую пару.
Для проверки механического соединения конструкцию закрепляют в держатале в оптической схеме голографического интерферометра и регистрируют двухэкспози-ционную голографическую интерферограмму. Причем между первой и второй экспозициями контролируемый объект подвергают вибрационному воздействию. При наличии люфта в соединении на восстановленном голограммой изображении изделия будут наблюдаться интерференционные полосы. Вибрационное воздействие (его мощность и частоту) подбирают для конкретного типа соединения.
4. Контроль режимов эксплуатации оптических
элементов и систем
Контроль тепловых режимов эксплуатации. Воздействие окружающей среды на работу оптических систем проявляется в виде температурной деформации элементов, приводящей к возникновению некомпенсированных аберраций. Среднесуточный перепад температур, например в горных районах, составляет около 50—60UC. Температурные деформации особенно необходимо учитывать при изготовлении оптических элементов астрономических телескопов и их работе.
Температурная деформация оптических элементов приводит к изменению их геометрических размеров, поэтому в основе контроля тепловых режимов работы лежат методы контроля формы поверхностей с применением синтезированных голограмм. По данным, полученным этими методами, определяют предельные отклонения AR при различных значениях температуры и устанавливают рекомендации по эксплуатации приборов.
Контроль работы элементов в агрессивных средах. Целый класс оптических приборов предназначен для эксплуатации либо в сложных климатических условиях с повышенной влажностью или задымлен ностью, либо в специальных производственных условиях. Например оптические и телевизионные системы, участвовавшие в эксперименте «Вега», работали на поверхности планеты Венера, где температура окружающей среды +500°С и
110 большое количество едких паров. При таких режимах работы требуется оптика со специальными защитными покрытиями, предохраняющими ее поверхность от коррозии.
Голографический контроль корродирующих покрытий основан на фундаментальном принципе образования голографического изображения — принципе сходственных точек. Он заключается в следующем.
Поверхность любого изделия имеет только ДЛЯ нее одной характерную микроструктуру, при освещении которой когерентным светом наблюдается спекл-структура. Если зарегистрировать голографическую интерферограмму деформации поверхности методом двух экспозиций, причем между двумя экспозициями повредить часть поверхности, т. е. нарушить ее микроструктуру, то при восстановлении интерферограммы в поврежденных местах будут отсутствовать интерференционные полосы. Это происходит из-за того, что интерферировать между собой способны только сходственные точки, точки поверхности, которые отражали свет во время первой и второй экспозиций.
Если зарегистрировать голографическую топограмму контролируемого объекта по схеме, приведенной на рис. 42, до контакта с агрессивной средой и наблюдать ее в реальном времени, то в процессе коррозии будет нарушена микроструктура объекта и в этих местах исчезнет интерференционная картина.
Метод контроля имеет высокую чувствительность (r\a0,5-M мкм), под которой понимается минимальный размер корродирующей поверхности, обнаруживаемый по топограммам. Он применяется для проверки оптических элементов диаметром до 300—500 мм.
5. Определение шероховатости поверхности деталей
Выше была рассмотрена особенность отраженной от поверхности когерентной световой волны, проявляющаяся в возникновении спекл-структуры. Как было показано, она характеризуется микроструктурой поверхности, т. е. ее шероховатостью.
Рассмотрим метод определения шероховатости поверхности по корреляции (степени подобия) между двумя спекл-структурами, полученными при различных углах падения лазерного пучка.
Исследуемую поверхность освещают плоской волной
и затем последовательно регистрируют на фотопластинке
