Обработка результатов измерений интенсивности оптических полей интерференционных картин, создаваемых лазерными интерференционными средствами измерений
Автор: Мирошниченко Игорь Павлович
Журнал: Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don) @vestnik-donstu
Рубрика: Машиностроение и машиноведение
Статья в выпуске: 4 (91) т.17, 2017 года.
Бесплатный доступ
Введение. Современные методы и средства лазерной интерферометрии открывают новые возможности при исследовании свойств и процессов дефектообразования в новых материалах (слоистых, полимерных, композиционных), диагностики состояния конструкционных материалов силовых элементов изделий на всех этапах их жизненного цикла. Одним из направлений повышения качества результатов измерений может быть внедрение нового программного обеспечения (ПО) для анализа результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, однозначно связанных с измеряемыми малыми перемещениями поверхностей объектов контроля. Целью работы являлось создание нового ПО. В данном случае оно предназначено для обработки результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов. Решение основано на лазерном двухходовом интерферометре с совмещенными ветвями, что позволяет повысить качество результатов измерений. Материалы и методы. Для достижения поставленной цели применено современное ПО, использованы результаты, полученные новыми средствами измерений на основе новых оптических интерференционных методов. Результаты исследования. Создано ПО для обработки результатов измерений интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов. Новый программный продукт, позволяющий повысить качество результатов измерений, защищен свидетельствами Российской Федерации о государственной регистрации программ для ЭВМ. Обсуждение и заключение. Предлагаемое ПО может быть успешно использовано для моделирования процессов измерений малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля при создании новых методов обработки интенсивностей оптических полей интерференционных картин, создаваемых оптическими средствами измерений, построенными на основе лазерных интерферометров различных типов. Описанные в статье ПО и технические решения прошли апробацию на международных научно-технических конференциях в 2016-2017 гг., были представлены на Международных инновационных салонах «Inventions Geneva 2017» и «Euroinvent 2017».
Лазерный интерферометр, измерения малых перемещений, объект контроля, диагностика состояния
Короткий адрес: https://sciup.org/142211891
IDR: 142211891 | УДК: 535.854 | DOI: 10.23947/1992-5980-2017-17-4-34-43
Data processing of measuring intensity of optical field fringe patterns generated by laser interference measuring means
Introduction. Currently, the introduction of modern methods and means of laser interferometry opens up new possibilities in solving various practical problems under studying properties and processes of defect formation in new materials (laminated, polymeric, composite), and diagnosing the state of structural materials of the product power components at all stages of their life cycle. One of the ways to improve the measurement results quality can be the introduction of new software for the outcome analysis of the intensities of the optical fields of interference patterns uniquely associated with the metered small displacements of control objects surfaces. The work objective is to develop new software for processing data of measuring intensities of the optical fields of interference patterns generated by the optical instrumentation of small linear and angular displacements of the control objects surfaces. The solution is based on the two-way laser interferometer with combined branches that allows increasing the measurement results quality. Materials and Methods. To achieve this purpose, modern software is applied, and the data obtained with new measuring instruments based on new optical interference methods is used. Research Results. New software is developed for processing the measurement results of the intensities of the optical fields of interference patterns generated by the optical instrumentation of small linear and angular displacements of the control objects surfaces based on the proposed two-pass laser interferometer with combined branches. New software allows improving the measurement data quality. It is protected by certificates of the Russian Federation on the state registration of computer programs. Discussion and Conclusions. The proposed software can be used successfully for simulating measurements of small linear and angular displacements of the control objects surfaces in order to create new methods of treatment of the intensities of the optical fields of interference patterns generated by the optical instrumentation based on laser interferometers of various types. The described software and technical solutions received approval at the International scientific conferences in 2016-2017, and they were also presented at the International innovation salons “Inventions Geneva 2017” and “Euroinvent 2017”.
Список литературы Обработка результатов измерений интенсивности оптических полей интерференционных картин, создаваемых лазерными интерференционными средствами измерений
- Матвеев, А. Н. Оптика/А. Н. Матвеев. -Москва: Высшая школа, 1985. -351 с.
- Батраков, А. С. Лазерные измерительные системы/А. С. Батраков, М. М. Бутусов, Г. П. Гречка. -Москва: Радио и связь, 1981. -456 с.
- Мирошниченко, И. П. Результаты экспериментальных исследований интерференционного измерителя малых перемещений/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин//Измерительная техника. -2006. -№ 5. -С. 22-25.
- Мирошниченко, И. П. Особенности использования интерференционных измерителей малых перемещений при решении задач диагностики технического состояния конструкций/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин//Дефектоскопия. -2007. -№ 4. -С. 31-38.
- Мирошниченко, И. П. Унифицированный метод измерения малых линейных и угловых перемещений поверхностей объектов контроля/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин//Дефектоскопия. -2008. -№ 5. -С. 23-27.
- Мирошниченко, И. П. Численное исследование метода измерений малых линейных и угловых перемещений лазерными интерферометрами/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин, В. П. Сизов//Измерительная техника. -2007. -№ 1. -С. 9-13.
- Мирошниченко, И. П. Использование точечного источника излучения для расширения функциональных возможностей измерителя перемещений/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин, В. П. Сизов//Оптический журнал. -2008. -Т. 75, № 7. -С. 41-47.
- Novel Test Means and Techniques Based on Optical Interferometry and Acoustic Emission to Study Displacements of Object Surfaces and Damage of High-Temperature Superconductive Tapes and Related Composites/I. P. Miroshnichenko //Piezoelectrics and Related Materials: Investigations and Applications. -New York: Nova Science Publishers, 2012. -P. 239-282.
- Novel Optical Means for Measurement of Displacements of Surfaces of the Control Objects at Diagnostics of Materials and Goods/I. P. Miroshnichenko //Physics and Mechanics of New Materials and their Applications. -New York: Nova Science Publishers, 2013. -P. 145-154.
- Mathematical Models, Program Software, Technical and Technological Solutions for Measurement of Displacements of the Control Object Surfaces by Laser Interferometer/I. P. Miroshnichenko //Advanced Materials Manufacturing, Physics, Mechanics and Applications. Springer Proceedings in Physics. -Heidelberg; New York; Dordrecht; London: Springer Cham, 2016. -Vol. 175. -P. 341-356.
- Miroshnichenko, I. P. Scientific Ground of a New Optical Device for Contactless Measurement of the Small Spatial Displacements of Control Object Surfaces/I. P. Miroshnichenko, I. A. Parinov//IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. -2017. -Vol. 209. -012054. -P. 1-8.
- Novel Optical Interference Means to Measure Small Linear and Angular Displacements of Control Object Surfaces/I. P. Miroshnichenko //Advanced Materials -Techniques, Physics, Mechanics and Applications. Springer Proceedings in Physics. -Heidelberg; New York; Dordrecht; London: Springer Cham, 2017. -Vol. 193. -P. 591-605.
- Экспериментальная установка для исследования процессов дефектообразования в ленточных высокотемпературных сверхпроводниках/И. П. Мирошниченко //Металлург. -2006. -№ 7. -С. 77-78.
- Мирошниченко, И. П. Усовершенствованная экспериментальная установка для исследования процессов дефектообразования в образцах конструкционных материалов/И. П. Мирошниченко, А. Г. Серкин//Металлург. -2010. -№ 3. -С. 68-69.
- Оптическое устройство для измерения перемещений: патент 2373492 Рос. Федерация: МПК G 01 B 11/00, G 01 B 21/00./И. П. Мирошниченко . -№ 2007144257/28; заявл. 28.11.07; опубл. 20.11.09, Бюл. № 32. -7 с.
- Способ регистрации перемещений оптическими датчиками: патент 2343403 Рос. Федерация: МПК G 01 B 11/00/И. П. Мирошниченко . -№ 2007110769/28; заявл. 26.03.07; опубл. 10.01.09, Бюл. № 1. -5 с.
- Программа для визуализации и обработки распределений интенсивности оптического поля интерференционной картины, создаваемой лазерным интерферометром: св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017614710 Рос. Федерация/И. П. Мирошниченко. -№ 2017611671, заявл. 03.03.17; зарег. 26.04.17; опубл. 20.05.17, Бюл. № 5. -10 с.
- Программа для визуализации и обработки зависимостей интенсивности оптического поля в выделенной области интерференционной картины: св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017614861 Рос. Федерация/И. П. Мирошниченко. -№ 2017611728; заявл. 03.03.2017; зарег. 02.05.17; опубл. 20.05.17, Бюл. № 5. -10 с.
- Программа для визуализации и статистической обработки распределений интенсивности оптического поля в выделенных областях интерференционной картины: св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017614715 Рос. Федерация/И. П. Мирошниченко. -№ 2017611722; заявл. 03.03.17; зарег. 02.05.17; опубл. 20.05.17, Бюл. № 5. -12 с.
- Программа для визуализации и статистической обработки распределений интенсивности оптического поля в областях интерференционной картины, ограниченных геометрическими характеристиками фотоприемных устройств: св-во о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017614764 Рос. Федерация/И. П. Мирошниченко. -№ 2017611682; заявл. 03.03.17; зарег. 26.04.17; опубл. 20.05.17, Бюл. № 5. -11 с.
- Программа для корректировки результатов измерений интенсивности оптического поля интерференционной картины: св-о о гос. регистрации программы для ЭВМ 2017614900 Рос. Федерация/И. П. Мирошниченко. -№ 2017611687; заявл. 03.03.17; зарег. 27.04.17; опубл. 20.05.17, Бюл. № 5. -8 с.
