Diagnostyka Pomiarowa Maszyn - wykorzystywanie interferencji w badaniach
nieniszczących.- laboratorium
Imię i nazwisko:
Piotr Łuczak
Kierunek:
Mechtronika, 2 st,
niestacjonarne
Nr albumu:
118541
Prowadzący:
Data wykonania ćwiczenia:
Ocena:
1. Wstęp teoretyczny:
Wzrost wymagań związanych z jakością materiałów, złączy, produktów powoduje, że
badania nieniszczące są coraz częściej wykorzystywane w procesach produkcyjnych oraz w
eksploatacji urządzeń technicznych.
Badania nieniszczące pozwalają na wykrycie nieciągłości materiałowych w badanym
materiale, złączu, urządzeniu lub jego wyposażeniu bez wywołania zmian ich właściwości
użytkowych. Dzięki nim można monitorować cały cykl życia produktu i eliminować wady
oraz zapobiegać awariom. Przeprowadzanie badań nieniszczących na każdym etapie
wytwarzania bądź eksploatacji gwarantuje zachowanie odpowiedniego poziomu
bezpieczeństwa.
Termin ‘interferencja’ odnosi się do każdej sytuacji, w której dwie lub więcej fal
nakłada się w przestrzeni. W opisie zjawiska interferencji stosujemy zasadę superpozycji
liniowej: Kiedy dwie lub więcej fal nakłada się na siebie, to wypadkowe wychylenie w
każdym punkcie i w każdym momencie może być znalezione przez dodawanie wychyleń w
tym punkcie wywoływanych przez poszczególne fale tak, jak gdyby każda z nich
występowała tam oddzielnie.
Interferencja (nakładanie się) fal może prowadzić do ich dodawania się i wzmocnienia
(interferencja konstruktywna) lub do odejmowania się i wzajemnego wygaszania
(interferencja destruktywna). Kiedy nakładające się fale mają ten sam kierunek i długość fali
λ oraz są zgodne w fazie wtedy występuje interferencja konstruktywna. Amplituda fali
wypadkowej jest dwa razy większa niż amplituda A obu fal oddzielnie. Ponieważ natężenie
fali I jest proporcjonalne do kwadratu jej amplitudy (I ~ A
2
) to natężenie fali wypadkowej jest
czterokrotnie większe niż natężenie każdej z fal oddzielnie. Jeżeli obie spotykające się fale są
przesunięte względem siebie o połówkę długości fali, czyli drgają w przeciwfazie to
rezultatem ich nałożenia się będzie ich całkowite wygaszenie.
Elektroniczna interferometria plamkowa (ESPI- Electronic Speckle Pattern
Interferometry) jest optyczną metodą pomiaru deformacji powierzchni badanych elementów.
ESPI jest odmianą interferometrii holograficznej opartej na analizie światła laserowego
rozproszonego na optycznie chropowatej powierzchni. W procesie interferencji biorą udział
dwie wiązki. Pierwsza oświetla badaną powierzchnię, a odbite od niej światło interferuje z
drugą tzw. wiązką odniesienia (może to być wiązka równoległa bądź wiązka rozproszona na
chropowatej powierzchni). Wynik interferencji rejestrowany jest w postaci obrazów
plamkowych przy pomocy kamery. Poprzez proces odejmowania rozkładów intensywności
(obrazów plamkowych) przed i po deformacji otrzymujemy prążki korelacyjne, z których
generowaną są mapy fazowe. Mapy fazowe zawierając informacje o kierunku i wartościach
173 deformacji. Są podstawą do wyznaczenia polowych rozkładów przemieszczenia dla
każdego kierunku z osobna
