186159. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tárgyfelületek geometriai paramétereinek meghatározására
1 186159 2 A találmány tárgya eljárás tárgyfelületek geometriai paramétereinek meghatározására, valamint berendezés az eljárás megvalósítására. A találmány szerinti berendezés előnyösen alkalmazható tárgyak alakjának, illetőleg deformációjának meghatározására, valamint elmozdított tárgyak trajektoriájának mérésére. Különösen előnyösen alkalmazható a találmány szerinti eljárás és berendezés a helikopterek légcsavarszárny deformációjának és pályájának a meghatározására a tartócsavar elfordulása esetén. A találmány szerinti eljárással igen pontosan meghatározható egy két koordinátájával meghatározott felület harmadik koordinátája, mégpedig úgy, hogy a méréshez az érzékelés érintkezésmentes érzékelővel van megvalósítva. Tárgy felületek geometriai paramétereinek érintésmentes meghatározása manapság igen aktuális és egyben meglehetősen komplikált feladat, különösen a mai repülőgépek, hajók, vízfelületek és egyéb gépészeti konstrukciók területeinek meghatározására, mivel itt a geometriai paraméterek meghatározásával egyértelműen meghatározhatók a különféle mozgások, illetőleg adott esetben testek deformációi. Többféle érintkezésmentes érzékelő ismeretes, valamint ismeretesek eljárások is ezen érzékelők alkalmazására, mint például a holográfia, a Moire interferencia, amely lényegében egy-egy feladat speciális megoldására alkalmasak. Az 3 619064. számú Amerikai Egyesült Államok-beli szabadalmi leírásban egy eljárás van felületek geometriai paramétereinek meghatározására ismertetve, amely eljárás során két koherens fénynyalábot, amelyek egymással meghatározott szöget zárnak be, vetítenek egymásra, és hoznak létre a vizsgálandó felületen egy interferenciaképet. Ezt az interferenciaképet azután regisztrálják, majd ugyanezt az interferenciaképet a tárgy felületére ismét kivetítik egy másik időpontban, vagy pedig ugyanezt az interferenciaképet egy másik tárgyra vetítik ki, és ez utóbbi képet előzővel fedésbe hozzák, és a fedés következtében kapott moáré-sáv-kép alapján állapítják meg a tárgy felületének deformációját vagy egy adott tárgynak a másik tárgytól való eltérését. Annak ellenére, hogy a Moire-eljárás lehetőséget biztosít adott felületek deformációinak meghatározására, vagy két felület közötti különbség megállapítására, az eljárás nem alkalmas arra, hogy adott tárgyfelület tényleges helyzetét és alakját is meghatározzuk vele. Ezenkívül a Moire-eljárás mind a felületek deformációjának meghatározásánál, mind pedig felületeknek egymással történő összehasonlításánál viszonylag nagy hibával alkalmazható, amely hiba közel fél-interferencia-sávértékű lehet, ami kis tartományon történő geometriai paraméterek meghatározásánál azt jelenti, hogy a Moire-sáv-távolság többszöröse kell legyen az interferenciakép sávtávolságának. A 3 907 438. számú Amerikai Egyesült Államokbeli szabadalmi leírás eljárást ismertet tárgyfelületek geometriai paramétereinek meghatározására. A találmány címe: „Rendszer hengerek kontúrjainak mérésére”. Ennél az eljárásnál is a vizsgálandó tárgynak a felületén interferenciaképet hozunk létre, majd ezt a képet regisztráljuk, és a keresett geometriai paraméter nagyságát az interferenciasávok számának és alakjának alapján állapítjuk meg. Abban az esetben, ha egy felületre két egymást keresztező koherens fénynyalábot vetítenek, egy nullától eltérő beesési szögben, akkor a felületen olyan interferenciasávok képződnek, amelyek a vizsgálandó felület és az interferencia szélső értékek síkjaival a térben metszeteket képeznek. Ezzel az eljárással az interferenciasávok a vizsgálandó felületen topográfikus szintvonalakat hoznak létre, amelyeket az interferencia szélsőértékeknek a felületei adnak meg. Abban az esetben, hogyha a sugarak közötti szöget ismerjük, akkor az S interferencia szélsőérték-távolság a következő képlet alapján számolható: ahol A a hullámhosszúság értéke. Ha két X és Y koordinátával jellemzett felületi pontban egy másik vonatkoztatási ponthoz képest az interferenciasávoknak An számában változást állapítunk meg, és ismerjük az interferencia szélsőértékek S távolságát, valamint a felületre beeső sugár û beesési szögét, akkor a felület adott pontjának a harmadik koordinátájára vonatkoztatott relatív Az eltérés a következő képlet alapján határozható meg: A sávszámoknak a változása nemcsak egész számú értéket adhat, hanem törtértéket is. Ennek következtében ezzel az eljárással a mérési pontosság a Moire-eljárás mérési pontosságánál nagyobb lesz. Ezenkívül semmiféle korlátozás nincs a mérendő felületre, illetőleg a felületek mérendő pontjai közötti távolságra, amely a Moire-eljárásnál igen nagy jelentőségű volt. Azonban ez az eljárás is, mint ahogy a Moire-eljárás is, a vizsgálandó felületnek az eredeti felülettől való eltérésének relatív meghatározására alkalmas, vagy pedig felületek összehasonlítására, arra azonban nincs lehetőség ezzel az eljárással sem, hogy egy adott felületnek vagy egy felület mozgásának a térbeli helyzetét és formáját meghatározzuk. Egy másik hátránya az ismert eljárásoknak az, hogy két kollimált fénysugarat hoznak létre, és ezeket a vizsgálandó felületre kell vetíteni, mégpedig úgy, hogy a teljes metszési tartományban az S és a â értékek változatlanul maradjanak. Ily módon a kollimált fénysugarak metszetei alapján a vizsgálandó felületnek méretei meghatározhatók. Ez az eljárás azonban kizárja annak a lehetőségét, hogy viszonylag nagy tárgyak, például repülőgépek tartófelületeit ilyen módon megvizsgáljanak. Abban az esetben, ha a vizsgálandó felületet két divergens fénynyalábbal világítjuk meg, az S és a ű paraméter értéke a sugárnyaláb metszési tartományának különböző pontjaiban különböző lesz. Ebben az esetben azonban a felület formájának relatív meghatározása nem valósítható meg, csak akkor, hogyha legalább egy pontnak a mozgásáról előzetes információnk van. További hátránya az is5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Ô5 2
