185592. lajstromszámú szabadalom • Berendezés alakváltozás mérésére
185592 A találmány tárgya berendezés alakváltozások mérésére, amely közös optikai tengely mentén elrendezett lézert és a lézer fényéből fénynyalábot létrehozó optikai rendszert, továbbá a mérendő alakváltozással jellemzett vizsgálandó tárgy felületére felvitt jelölésrendszerbe tartozó jelöléseken szórt fény interferenciája révén kialakuló interferenciaképet rögzítő regisztrálóegységet tartalmaz. A találmány szerinti berendezés a különböző feszültségek hatására alakját változtató tárgyak felületi mérésére szolgál. A találmány szerinti berendezés hitelesítési alap jellegű eszközként használható metrológiai hitelesítő mérések során, amikor tenzometrikus alakváltozásmérő beendezéseket kell vizsgálni, továbbá alkalmas szilárdsági, rugalmassági és egyéb vizsgálatok során megfelelően kialakított munkadarabok alakváltozásainak megállapítására. A tenzometrikus alakváltozásmérő berendezések folyamatos tökéletesítése megköveteli, hogy ennek megfelelően egyre növekedő pontosságú készülékeket hozzanak létre a metrológiai ellenőrzések céljára. A szilárdságtani és rugalmasságtani kutatásokban kifejlesztett számítási módszerek egyre jobb minősége emellett igényli, hogy olyan berendezések jöjjenek létre, amelyekkel a vizsgált tárgy felületét jellemző elmozdulásvektor összetevői a lehető legpontosabban mérhetők, aminek célja a kidolgozott matematikai modellek kísérleti ellenőrzése. Az alakváltozás mérésére kidolgozott eljárások és berendezések lényege megfelelő jelölések relatív helyzetváltozásának rögzítése. Ezeket a jelöléseket például lineáris szóróeszközként a vizsgálandó tárgy felületére lehet elhelyezni. Ugyanúgy alkalmas módszer olyan diffrakciós rács periódusváltozásának vizsgálata, amely a vizsgált tárgy felületén van kialakítva. Ezek a berendezések regisztráló készülékkel vannak ellátva, amely felépítési hiányosságai miatt a szükséges érzékenységet és pontosságot nem képes biztosítani. A 3 628 866 sz. észak-amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás alakváltozás mérésére olyan berendezést ismertet, amely lézert, a lézerfényből fénynyalábot kialakító optikai rendszert tartalmaz és az optikai rendszer a vizsgálandó tárgy felületére felvitt diffrakciós rács egy részével működik együtt. A berendezés továbbá felvevő objektívbői és képernyőből álló regisztráló készülékkel van ellátva, ahol a képernyő az objektív fókuszpontjában van elrendezve. Alakváltozások mérése céljából az optikai rendszer két fénynyalábot állít elő. Ezeket az optikai rendszer kimenetéről a diffrakciós rács meghatározott nagyságú szakaszára irányítják. Az elhajlás révén kialakuló módosult nyalábot ezt követően a felvevő objektívba juttatják, amely a képernyőn megfelelő képet hoz létre. Ha a vizsgált tárgy alakváltozást szenved, a diffrakciós rács periódusa megváltozik és így a diffrakcióval létrejött sugárnyalábok közötti szög is módosul, aminek következtében a képernyőn fókuszált kép elmozdul. A relatív elmozdulás lineáris, és nagysága alapján a képernyőn leolvasható a vizsgált tárgy deformációjának mértékét jelző szám. Az ismertetett berendezés hiányossága érzékenységének és pontosságának korlátos volta. Ez egyrészt a felvevő objektív felbontóképességének korlátozottságából, másrészt az anyagának hibái miatt jelentkező aberrációkból adódik. A 4 050 818 sz. észak-amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásból (NSZO: G 01 B 11/16) olyan berendezés ismerhető meg, amely két kiválasztott pontra vonatkozóan képes a felületet jellemző elmozdulásvektort követni és amely lézert valamint lineáris szóróelemként kialakított két jelölést tartalmaz, ahol a jelölések a vizsgált tárgy felületén vannak elrendezve. Ehhez a berendezéshez is regisztráló készülék tartozik, amely interferenciaképet rögzít, mégpedig a lineáis szóróelemként kialakított jelöléseken szórt fény interferenciájával kialakuló képet. A berendezés továbbá fotodetektort és mérőegységet tartalmaz, de csak akkor használható, ha a felület meghatározott szakaszára vonatkozóan kell az alakváltozást mérni, mégpedig a két jelölés közötti felületrészen. Az alakváltozást itt is a jelölések helyzetének viszonylagos változása jellemzi. Az ismertetett berendezés működése a következő. A vizsgált tárgy felületére felvitt jelöléseket lézer sugárnyalábjával világítják meg. A jelölések viszonylagos elmozdulása a fotodetektorhoz viszonyítva az interferenciakép változását idézi elő és ez a fotodetektorról a mérőegységbe továbbított jel változását okozza. A jelölések relatív elmozdulásának nagyságát az eredeti távolság, a lézerfény hullámhossza, továbbá azon interferenciacsíkok száma alapján lehet meghatározni, amelyek a fotodetektoron áthaladnak. Ennek a berendezésnek is a korlátos pontosság, illetve érzékenység a hiányossága. Ennek oka az, hogy az ebben a berendezésben alkalmazott érzékelés nehézkes, a pontosság csak az interferenciacsík 0,1 részénél nagyobb tartományban biztosítható. Ezen kívül a külső rezgések, illetve az esetleges eltolódások, amelyek a vizsgált tárgyhoz viszonyítva következnek be, az interferenciakép további eltolódásához vezetnek és így mérési hiba okozói lehetnek. Az 1 364 607 és 1 454 340 sz. angol szabadalmi leírásokból (NSZO: G 01 B 11/16) alakváltozás mérésére olyan berendezés ismerhető meg, amely lézert és a lézer fényéből fénynyalábot előállító optikai rendszert tartalmaz. A lézer és a rendszer egy optikai tengely mentén vannak elrendezve. Itt is a vizsgált tárgy felületén jelölések szükségesek, amelyek diffrakciós rácsként vannak elrendezve. A berendezés további regisztráló készüléket tartalmaz, amely a diffrakciós rácsról szórt fény interferenciaképét érzékeli. Az ezekben a leírásokban ismertetett berendezések működése a következő. Az optikai rendszer két egymást keresztező fénynyalábot alkot a lézer fényéből. A fénynyalábok keresztezési tartományában az 1 454 340 sz. leírás szerint fényáteresztő rácslenyomat, van elrendezve, amelyet kontaktusos eljárásban diffrakciós rács alapján alakítanak ki a tárgy felületén, illetve az 1 364 607 sz. leírás szerint fotolemez van, elrendezve, amelyen a diffrakciós rács képe van megfelelő fényképészeti eljárás segítségével rögzítve. A regisztráló készülék, adott esetben fényképezőgép, interferenciaképet készít, amely a fény két elhajlási rendszerének interferenciája nyomán jön létre. Az elhajlási rend-2
