186176. lajstromszámú szabadalom • Berendezés forgó tárgyfelület topográfiai képének előállítására
1 186176 2 A találmány tárgya forgó tárgyfelület topográfiai kepének előállítására való berendezés, amely tárgy felületek domborzatának meghatározására szolgáló mérőrendszerekben alkalmazható. A tudomány és a technika legkülönbözőbb területein alkalmaznak olyan készülékeket, amelyekkel például termékek minőségellenőrzésénél a megmunkálandó alkatrész alakjáról, különböző igénybevételek esetén fellépő deformációjáról, a tárgyfclüiet vizsgálat alatti megváltozásáról illetve meghatározott időpillanatban elfoglalt térbeli helyzetéről nyerhettünk információkat. É tárgyfclüiet domborzatáról különböző optikai berendezésekkel készíthetünk topográfiai képeket, és ezeket a berendezéseket a felületdomborzatról nyert információk átalakítási módja szerint holografikus és nem holografikus berendezésekre oszthatjuk. Hz utóbbiak viszonylag egyszerű megvalósíthatóságuk következtében világszerte elterjedtek (lásd pl. Holographie Nondestructive Testing, ed R. K. Frf. Acedemic Press. N. Y., London, 1974). Felületdomborzatok vizsgálatának nem holografikus módszerei közé tartozik a Moire-eljárás és az ún. lineáris vetítéses eljárás. Az első eljárás lényege abban áll. hogy a vizsgálandó felület közelében egy rácsot helyeznek el. majd a tárgyfelületet a rácson keresztül megvilágítják és a felület fényintenzitásának feloszlását regisztrálják. Ez a módszer térben mozgó tárgyak vizsgálatára kevésbé alkalmas, mert a rácsot a vizsgálandó felülethez megfelelő közelségben kell elhelyezni. Ellenkező esetben a rácsképek interferenciája és a rács vizsgálandó felületre való vetítése résén létrejövő Moirc-kép minősége a fény rács mögötti difrakciója következtében gyenge lesz és ennek megfelelően a mérési pontosság is alacsony. A lineáris vetítés éhét alkalmazó berendezések előnye, hogy érzékenységük széles cs állandó tartományban változtatható, alkalmazásukkal valós idejű mérés biztosítható, valamint a vizsgálandó tárgy és az optikai berendezés távolsága nagyobb lehet a Moire-eljárás szerinti megoldásnál. Ez utóbbi két körülmény előnyössé teszi ezen berendezések alkalmazását mozgó tárgyak felületének vizsgálatánál. A fent említett előnyök sajnos kimondottan az alkalmas vizsgálati objektumok kiválasztásánál és a vizsgálandó tárgyfclüiet megfelelő orientáltsága esetén nem valósíthatók meg. Ez magából a lineáris vetítés elvéből adódik, amely abbéd áll. hogy a vizsgálandó tárgyfelületet fénynyalábbal megvilágítják. ahol a fénynyaláb „fényfelületek" sorozatából. szélső esetben egyenlő távolságú felületekből áll össze. A fényfeiületek és a vizsgálandó* tárgyfelület keresztezési vonalai azonos magasságú vonalak. a vizsgálandó felület megvilágítási szögének nyilvánvalóan a siklószög közelében kell lennie v agy elegendő nagynak kell lennie ahhoz, hogy a felületen jöhessenek létre árnyékolt szakaszok. Másrészt a fényintenzitás vizsgálandó felületen való felosztását rögzítő regisztráló készülék iránytengelyét úgy kell megválasztani, hogy a vizsgálandó felület görbülete által megszabott fókuszáló mélység minimális legyen. Ebben az esetben a fotoregisztráló készülék informáeié*s kapacitását az optimális mértékben lehet kihasználni és biztosítható magas érzékenység valamint a nagyértékű méréstartomány. A 2 184 374 lajstromszámú francia szabadalmi leírás olyan berendezést ismertet, amely lézert, fénynyalábsorozatot létrehozó objektíve! és interferométert magában foglaló optikai rendszert, valamint fotoregisztráló készüléket tartalmaz. A készülék segítségével a vizsgálandó felületet két koherens fénynyalábbal világítják meg. amelyek keresztezési tartományukban egy mérési területet hoznak létre. Egy interferenciakép maximális intenzitású felületei a mérési területen belül formálisan fényfelületekként tekinthetők. Az ily módon megvilágított felületet fényképezik, cs ennek során a fényfelületek keresztezési vonalai a vizsgálandó felülettel topográfiai képet alkotnak. Az ismertetett készülék alkalmazásának előfeltétele, hogy a megvilágítás és a regisztrálás a fent leírt optimális módon történjék. Számos olyan feladat ismert, amelynél mozgó, térben változtathatóan orientált tárgyak felületének alakját kell meghatározni. Jellegzetes példa erre helikopterek rotorlapátjának hajlító- és csavaródeformációs mozgásának meghatározása. A légcsavarlapát forgástengely körüli mozgása mellett a vízszintes, függőleges és hosszirányú csuklóit tekintve bonyolult mozgást végez, ezenkívül hajlító- és csav aródcformációnak is ki van téve. A feladat lényege az. hogy a tárgyfclüiet meghatározandó ismeretlen jelleggörbéire forgómozgással visszavezetett jelleggörbéket szuperponátnak. amely a vizsgálandó felület irányítottságának és helyzetének folyamatos változását idézi elő. Az említett készülékek hiányosságait v égső soron úgy foglalhatjuk össze, hogy a készülékek mérési kapacitását jelentéktelen információkkal terhelik, melynek következtében mérési tartományuk és pontosságuk csekély. A 3 907438 lajstromszámú USA szabadalmi leírás forgó tárgyfclüiet topográfiai képének előállítására alkalmas készüléket ismertet, amely lézert, fénynyalábcsomagot előállító optikai rendszert és fotoregisztráló készüléket tartalmaz, amelynek regisztráló síkja optikailag csatolt a vizsgálandó tárgyfelülettel. Ebben a készülékben a forgó tárgyfeliilet oly módon van elhelyezv e, hogy a hengeres tárgy felület felületalkotó v onalai állandóan párhuzamosan mozognak a „fényfelületekkel”. amelyek a vizsgálandó tárgyfelületet keresztezik és képvetületükkei topográfiai képet alkotnak. Ez az előfeltétel jelentősen behatárolja a vizsgálható felületek csoportját, és főleg olyan tárgyak vizsgálatát teszi lehetetlenné, melyek forgástengelye a vizsgálandó felülettel szöget zár be és irányítottsága a v izsgált felülethez v iszonyítv a változhat, mint például egy emelő légcsavar forgástengelye a légcsavar lapátjához képest. A megnevezett készülék ilyen esetekben történő alkalmazása vagy a mérési pontosság csökkenéséhez vagy a méréstartomány csökkenéséhez vezet, mivel a megvilágítási feltételek az optimálistól igen távol állnak. Nagy mérési pontosság és kielégítően nagy mérési tartomány biztosításához szükséges, hogy a fényfeiületek irányítottsága a vizsgálandó tárgy tetszőleges szöghelyzeténél optimális vagy közel optimális legyen és ezen felül az adott szöghelyzethez ismert módon kapcsolódjon. 5 10 15 20 i. _ 30 35 40 45 50 55 60 65 2
