IT8224404A1 - Metodo ed apparecchio per l'ispezione olografica di oggetti in prova - Google Patents
Metodo ed apparecchio per l'ispezione olografica di oggetti in prova Download PDFInfo
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Description
DOCUMENTAZIONE
RILEGATA
"METODO ED APPARECCHIO PER L'ISPEZIONE OLOGRAFICA DI OGGETTI IN PROVA?
RIASSUNTO
Una tecnica di prova non distruttiva per esaminare l'integrit? di un giunto legato consiste nel formare un ologramma a media di tempo dell'oggetto mentre viene fatto vibrare ad un certo numero di frequenze generate a casaccio entro una larghezza di banda definita.
TESTD DELLA DESCRIZIONE
Il campo della presente invenzione ? la prova non distruttiva per mezzo dell'analisi di vibrazione olografica a media di tempo.
Il brevetto U.S.A. N? 3.548.643 rilasciato a nome E-N. Leith ed altri il 22 Dicembre 1970 illustra in generale il metodo dell'analisi con vibrazione olografica ed in particolare nella Fig. 11 descrive una tecnica per analizzare la struttura di un oggetto per mezzo della formazione di un ologramma media di tempo dell'oggetto mentre viene fatto vibrare. Il brevetto U.S.A. N? 3.645.129 rilasciato a nome Ralph M. Grant il 29 Febbraio 1972 descrive un metodo per provare l'integrit? di un giunto legato tra due organi formando un ologramma a media di tempo del giunto mentre viene fatto vibrare. Tale brevetto si distingue dalla presente invenzione per il fatto che dichiara che pu? essere necessario produrre diversi ologrammi a frequenze variabili di eccitazione e di intensit? di vibrazione allo scopo di produrre differenti frange vibrazionali che rivelano le particolarit? dell'oggetto che hanno caratteristiche differenti.
La presente invenzione riguarda un metodo per la prova non distruttiva impiegando un singolo ologramma a media di tempo esposta mentre l'oggetto che viene provato viene sottoposto ad una pluralit? di vibrazioni avente frequenze generate a casaccio entro una larghezza di gamma definita.
L'unica figura del disegno annesso illustra in forma parzialmente pittorica e parzialmente schematica una forma di realizzazione della presente invenzione.
La suddetta figura del disegno annesso illustra una forma di realizzazione della invenzione nella quale un laser 100, illustrativamente un laser ad argo, genera un fascio 102 che passa verso lo specchio 104, una parte del fascio 102 essendo riflessa dallo specchio 104 e formando il fascio di riferimento 106 ed un'altra parte del fascio 102 passando attraverso l'apertura 105 nello specchio 104 per formare il fascio 108 dell'oggetto. Il fascio 108 viene riflesso dallo specchio 110 attraverso il filtro spaziale 112, quindi riflesso di nuovo dallo specchio 114 per illuminare l'oggetto di prova 107. L'oggetto di prova 107 ? illustrativamente un oggetto rotondo avente un legame cilindrico tra un organo cilindrico ed un organo abradibile interno. La sagoma dell'oggetto non ? naturalmente importante per la presente invenzione. Non ? nemmeno importante se il giunto legato che viene provato per la sua integrit? ? visibile nell'ologramma o se ? visibilesoltanto la superficie dell'organo che ? legato.
Il fascio di riferimento 1D6 viene riflesso dallo specchio 116 attraverso il filtro spaziale 118 e viene diretto sulla lastra fotografica 120 supportata dal porta lastra 122. Il fascio di riferimento e la radiazione riflessa dall'oggetto di prova 107 nel fascio dell'oggetto si combinano per formare un ologramma secondo principi ben noti di olografia come illustrati nel brevetto U.S.A. N? 3.548.643.
L'oggetto di prova 107 viene eccitato da un organo 219 rigidamente attaccato all'organo 217 che trasmette le forze vibratorie dal vibratore piezoelettrico 216 all'organo 219 serve come supporto per un accelerometro tarato 21B. L<1 >accelerometro 218 produce un segnale che viene amplificato dall'amplificatore 220 e viene mostrato sul voltmetro digitale 222 che viene usato per sorvegliare il livello delle forze che vengono applicate all'oggetto in prova. I segnali al vibratore piezoelettrico 216 vengono forniti da un generatore di segnali a casaccio 210 che genera un rumore bianco elettrico, che viene modificato dal filtro bassa-banda 212 che fa passare illustrativamente frequenze entro una gamma da 10 chiloertz a 0 chiloertz.Il segnale dal filtro bassa-banda 212 viene amplificato nell'amplificatore 214 e diretto al vibratore 216. L'intero complesso ? montato su un tavolo di isolamento 100 per mantenere i componenti ottici stabili durante il corso dell'ologramma ed il vibratore piezoelettrico 216 ? inoltre isolato dal tavolo mediante mezzi convenzionali ben noti alle persone esperte nella tecnica.
Nel funzionamento l'accelerazione vibratoria applicata all'oggetto in prova 107 produce il trasferimento di energia vibratoria attraverso l'oggetto di prova 107 all'interfaccia legata dei due organi. Se il legame ? uniforme, la superficie dell'oggetto che ? visibile nell'ologramma verr? eccitata essenzialmente in modo uniforme, soggetta soltanto ai modi caratteristici dell'oggetto. Se tuttavia il legame non ? uniforme e vi ? una regione mal legata entro la parte dell'oggetto visibile nell'ologramma, l'organo pi? vicino all'ologramma vibrer? indipendentemente dall'altro organo come risultato dell'accelerazione applicata e nell'ologramma apparir? un certo numero di frange di interferenza sovrapposte. L'area sulla quale le frange si estendono sar? la stessa dell'area mal legata del giunto e l'ampiezza della vibrazione e quindi la scurezza delle frange nell?ologramma esposto dipender? dall'ampiezza di vibrazione e dalla frequenza di vibrazione rispetto alla frequenza di risonanza dell'area mal legata.
L'oggetto di prova verr? accettato o scartato a seconda del numero di difetti rivelati dall'ispezione dell'ologramma completo. Il brevetto U.S.A. N? 3.645.129 indicato sopra si discosta dalla presente invenzione per il fatto che suggerisce che ? necessario esporre un certo numero di ologrammi a frequenze differenti e a differenti intensit? allo scopo di scoprire tutte le aree mal legate. Tale metodo naturalmente ? lungo e scomodo e non ? ben adatto a metodi di prova in produzione, che ? lo scopo della presente invenzione.
E' stato scoperto che l'uso di un'eccitazione a casaccio applicata ad un oggetto in prova rivela efficacemente tutte le zone mal legate entro un'ampia gamma di dimensioni e perci? che il numero di ologrammi necessari pu? essere drasticamente ridotto. Nel caso particolare illustrato nel disegno annesso, l'oggetto che viene provato ? cilindrico e cos? non tutta la zona del giunto ? visibile nello stesso ologramma. In questo caso l'ologramma osserva approssimativamente un quarto dello oggetto e l'ispezione completa viene formata ruotando l'oggetto e prendendo una serie di ologrammi. Oggetti di prova differenti possono richiedere l'esposizione di soltanto un unico ologramma.
Nella forma di realizzazione illustrata nel disegno annesso, le attrezzature ottiche e l'oggetto di prova sono fissate in modo sicuro al tavolo di isolamento 101 e il vibratore piezoelettrico 216 ? isolato dal tavolo allo scopo di evitare di disturbare l'ologramma. E' stato trovato che risultati soddisfacenti sono stati ottenuti controllando il vibratore piezoelettrico 216 per produrre una accelerazione di.circa 150 g sull'oggetto in prova. E' stato anche trovato che il
Claims (4)
1. Apparecchio di prova olografico per provare un oggetto in prova comprendente: mezzi per generare un fascio ottico dell'oggetto ed un fascio di riferimento; mezzi per esporre un oggetto in prova a detto fascio dell'oggetto; mezzi per esporre un rilevatore fotosensibile contemporaneamente a detto fascio di riferimento ed alla radiazione che emana da detto oggetto in prova per un tempo di esposizione predeterminato; mezzi generatori di segnale per generare segnali elettrici aventi frequenze distribuite a casaccio entro una gamma di frequenza; mezzi a filtro per far passare una parte di dette frequenze distribuite a casaccio entro una gamma di frequenza predeterminata per formare un segnale di comando; mezzi rispondenti a detto segnale di comando per far vibrare meccanicamente, durante detto tempo di esposizione, detto oggetto in prova con forze di accelerazione aventi una forza media predeterminata.
2. Metodo per provare olograficamente un oggetto comprendente le operazioni di: generare un fascia di oggetto ed un fascio di riferimento di radiazioni ottiche; esporre detto aggetto in prova ad un fascio di aggetto; esporre un rilevatore fotosensibile contemporaneamente a detto fascio di riferimento ed alla radiazione che emana da detto oggetto in prova per un tempo di esposizione predeterminato; generare segnali elettrici distribuiti a casaccio in frequenza entro una gamma di Frequenza predeterminata; convertire detti segnali elettrici in forze di accelerazione meccanica aventi le stesse caratteristiche di frequenza di detti segnali elettrici; far vibrare detto oggetto in prova con dette forze di accelerazione meccaniche durante detto tempo di esposizione predeterminato.
3. Apparecchio secondo la rivendicazione 1 in cui detta gamma di frequenza ? tra ? e 50 kHz.
4. Metodo secondo la rivendicazione 2 in cui detta gamma di frequenza ? tra 0 e 50 kHz. .
DESCRIZIONE
METODO ED APPARECCHIO PER L'ISPEZIONE OLOGRAFICA DI OGGETTI IN PROVA
Campo della tecnica
Il campo della presente invenzione ? la prova non distruttiva per mezzo dell?analisi di vibrazione olografica a media di tempo.
Fondamento della tecnica
Il brevetto U.S.A. N? 3.548.643 rilasciato a nome E.N. Leith ed altri il 22 Dicembre 1970 illustra in generale il metodo dell'analisi con vibrazione olografica ed in particolare nella Fig. 11 descrive una tecnica per analizzare la struttura di un oggetto per mezzo della formazione di un ologramma media di tempo dell'oggetto mentre viene fatto vibrare. Il brevetto U.S.A. N? 3.645.129 rilasciato a nome Ralph M. Grant il 29 Febbraio 1972 descrive un metodo per provare l'integrit? di un giunto legato tra due organi formando un ologramma a media di tempo del giunto mentre viene fatto vibrare. Tale brevetto si distingue dalla presente invenzione per il fatto che dichiara che pu? essere necessario produrre diversi ologrammi a frequenze variabili di eccitazione e di intensit? di vibrazione allo scopo di produrre differenti frange vibrazionali che rivelano le particolarit? dell'oggetto che hanno caratteristiche differenti.
La presente invenzione riguarda un metodo per la prova non distruttiva impiegando un singolo ologramma a media di tempo esposto mentre l'oggetto che viene provato viene sottoposto ad una pluralit? di vibrazioni avente frequenze generate a casaccio entro una larghezza di gamma definita.
Breve descrizione del disegno
L'unica figura del disegno annesso illustra in forma parzialmente pittorica e parzialmente schematica una forma di realizzazione della presente invenzione.
La suddetta figura del disegno annesso illustra una forma di realizzazione della invenzione nella quale un laser 100, illustrativamente un laser ad argo, genera un fascio 102 che passa verso lo specchio 104, una parte del fascio 102 essendo riflessa dallo specchio 104 e formando il fascio di riferimento 106 ed un'altra parte del fascio 102 passando attraverso l'apertura 105 nello specchio 104 per formare il fascio 108 dell'oggetto. Il fascio 108 viene riflesso dallo specchio 110 attraverso il filtro spaziale 112, quindi riflesso di nuovo dallo specchio 114 per illuminare l'oggetto di prova 107. L'oggetto di prova 107 ? illustrativamente un oggetto rotondo avente un legame cilindrico tra un organo cilindrico ed un organo abradibile interno. La sagoma dell'oggetto non ? naturalmente importante per la presente invenzione. Non ? nemmeno importante se il giunto legato che viene provato per la sua integrit? ? visibile nell'ologramma o se ? visibilesoltanto la superficie dell'organo che ? legato.
Il fascio di riferimento 106 viene riflesso dallo specchio 116 attraverso il filtro spaziale 118 e viene diretto sulla lastra fotografica 120 supportata dal porta lastra 122. Il fascio di riferimento e la radiazione riflessa dall'oggetto di prova 107 nel fascio dell'oggetto si combinano per formare un ologramma secondo principi ? ben noti di olografia come illustrati nel brevetto U.S.A. N? 3.548.643.
L'oggetto di prova 107 viene eccitato da un organo 219 rigidamente attaccato all'organo 217 che trasmette le forze vibratorie dal vibratore piezoelettrico 216 all'organo 219 serve come supporto per un accelerometro tarato 218. L'accelerometro 218 produce un segnale che viene amplificato dall'amplificatore 220 e viene mostrato sul voltmetro digitale 222 che viene usato per sorvegliare il livello delle forze che vengono applicate all'oggetto in prova. I segnali al vibratore piezoelettrico 216 vengono forniti da un generatore di segnali a casaccio 210 che genera un rumore bianco elettrico, che viene modificato dal filtro bassa-banda 212 che fa passare illustrativamente frequenze entro una gamma da 10 chiloertz a 30 chiloertz.Il segnale dal filtro bassa-banda 212 viene amplificato nell'amplificatore 214 e diretto al vibratore 216. L'intero complesso ? montato su un tavolo di isolamento 100 per mantenere i componenti ottici stabili durante il corso dell'ologramma ed il vibratore piezoelettrico 216 ? inoltre isolato dal tavolo mediante mezzi convenzionali ben noti alle persone esperte nella tecnica.
Nel funzionamento l'accelerazione vibratoria applicata all'oggetto in prova 107 produce il trasferimento di energia vibratoria attraverso l'oggetto di prova 107 all'interfaccia legata dei due organi. Se il legame ? uniforme, la superficie dell'oggetto che ? visibile nell'ologramma verr? eccitata essenzialmente in modo uniforme, soggetta soltanto ai modi caratteristici dell'oggetto. Se tuttavia il legame non ? uniforme e vi ? una regione mal legata entro la parte dell'oggetto visibile nell'ologramma, l'organo pi? vicino all'ologramma vibrer? indipendentemente dall'altro organo come risultato dell'accelerazione applicata e nell'ologramma apparir? un certo numero di frange di interferenza sovrapposte. L'area sulla quale le frange si estendono sar? la stessa dell'area mal legata del giunto e l'ampiezza della vibrazione e quindi la scurezza delle frange nell'ologramma esposto dipender? dall'ampiezza di vibrazione e dalla frequenza di vibrazione rispetto alla frequenza di risonanza dell'area mal legata.
L'oggetto di prova verr? accettato o scartato a seconda del numero di difetti rivelati dall'ispezione dell'ologramma completo. Il brevetto U.S.A. N? 3.645.129 indicato sopra si discosta dalla presente invenzione per il fatto che suggerisce che ? necessario esporre un certo numero di ologrammi a frequenze differenti e a differenti intensit? allo scopo di scoprire tutte le aree mal legate. Tale metodo naturalmente ? lungo e scomodo e non ? ben adatto a metodi di prova in produzione, che ? lo scopo della presente invenzione.
E' stato scoperto che l'uso di un'eccitazione a casaccio applicata ad un oggetto in prova rivela efficacemente tutte le zone mal legate entro un'ampia gamma di dimensioni e perci? che il numero di ologrammi necessari pu? essere drasticamente ridotto. Nel caso particolare illustrato nel disegno annesso, l'oggetto che viene provato ? cilindrico e cos? non tutta la zona del giunto ? visibile nello stesso ologramma. In questo caso l'ologramma osserva approssimativamente un quarto dello oggetto e l'ispezione completa viene formata ruotando l'oggetto e prendendo una serie di ologrammi. Oggetti di prova differenti possono richiedere l'esposizione di soltanto un unico ologramma.
Nella forma di realizzazione illustrata nel disegno annesso, le attrezzature ottiche e l'oggetto di prova sono fissate in modo sicuro al tavolo di isolamento 101 e il vibratore piezoelettrico 216 ? isolato dal tavolo allo scopo di evitare di disturbare l'ologramma. E' stato trovato che risultati soddisfacenti sono stati ottenuti controllando il vibratore piezoelettrico 216 per produrre una accelerazione di circa 150 g sull'aggetto in prova. E' stato anche trovato che il
RIVENDICAZIONI
1- Apparecchio di prova olografico per provare un oggetto in prova comprendente: mezzi per generare un fascio ottico dell'oggetto ed un fascio di riferimento; mezzi per esporre un oggetto in prova a detto fascio dell'oggetto; mezzi per esporre un rilevatore fotosensibile contemporaneamente a detto fascio di riferimento ed alla radiazione che emana da detto oggetto in prova per un tempo di esposizione predeterminato; mezzi generatori di segnale per generare segnali elettrici aventi frequenze distribuite a casaccio entro una gamma di frequenza; mezzi a filtro per far passare una parte di dette frequenze distribuite a casaccio entro una gamma di frequenza predeterminata per formare un segnale di comando; mezzi rispondenti a detto segnale di comando per far vibrare meccanicamente, durante detto tempo di esposizione, detto oggetto in prova con forze di accelerazione aventi una forza media predeterminata.
2- Metodo per provare olograficamente un oggetto comprendente le operazioni di: generare un fascio di oggetto ed un fascio di riferimento di radiazioni attiche; esporre detta oggetto in prova ad un fascio di oggetto; esporre un rilevatore fotosensibile contemporaneamente a detto fascio di riferimento ed alla radiazione che emana da detto aggetto in prova per un tempo di esposizione predeterminato; generare segnali elettrici distribuiti a casaccio in frequenza entro una gamma di frequenza predeterminata; convertire detti segnali elettrici in forze di accelerazione meccanica aventi le stesse caratteristiche di frequenza di detti segnali elettrici; far vibrare detto oggetto in prova con dette forze di accelerazione meccaniche durante detto tempo di esposizione predeterminato.
3. Apparecchio secondo la rivendicazione 1 in cui detta gamma di frequenza ? tra Q e 50 kHz.
4. Metodo secondo la rivendicazione,2 in cui detta gamma di frequenza ? tra 0 e 50 kHz?. .
R I A S S U N T O
Una tecnica di prova non distruttiva per esaminare l'integrit? di un giunto legato consiste nel formare un ologramma a media di tempo dell'oggetto mentre viene fatto vibrare ad un certo numero di frequenze generate a casaccio entro una larghezza di banda definita.
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