Основы оптических методов измерений

Приведенные соотношения, связывающие Т с Град, Гц и Гя, лежат в основе оптических методов измерения высоких температур [Л. 11,74]. [c.377]

ОСНОВЫ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ИЗМЕРЕНИЙ [c.85]

Основой новых высокоточных и бесконтактных оптических методов измерения полей перемещений при статических и динамических нагрузках и определения по ним полей деформаций является использование лазеров. К ним относятся голографическая интерферометрия. [c.339]

Подобные приборы имеют также ограниченное применение, так как они непригодны для проведения длительных непрерывных испытаний, поскольку в основе измерения приборов заложен оптический метод измерений. [c.240]

К оптическим методам измерения температуры относятся такие методы, в основу которых положено измерение тех или иных эмиссионных характеристик тела, однозначно связанных с его температурой. О температуре тела можно судить по его спектральной яркости излучения, по спектральному составу излучения, по энергии излучения и другим характеристикам. [c.259]

По физическому принципу действия датчики перемещения управляемых станков обычно строятся на основе бесконтактных электрических, магнитных и оптических методов измерения линейных и угловых величин. [c.272]

Этот метод применяется чаще и с большим успехом, чем какие бы то ни было другие оптические методы измерения температуры горячих газов. Хотя он в одинаковой степени применим как к дискретному, так и к непрерывному излучению, в этих двух случаях используются различные экспериментальные устройства. Вопросу применения этого метода посвящена обширная литература [11—13, 57, 58]. Было показано, в частности, что измеренная этим методом температура во многих случаях почти совпадает с температурой, полученной расчетным путем на основе известных равновесных концентраций. [c.355]

В работе [21] описан. прибор для исследования внутренних напряжений в полимерных покрытиях с автоматической их записью измерения проводятся на основе оптического метода. Электрическая схема прибора представлена на рис. 4.19. Свет от лампы нака- [c.161]

Методы измерения высоких температур на основе законов теплового излучения (зависимость спектральной и интегральной излучательной способностей от температуры тел) называются оптической пирометрией. Приборы, используемые для этой цели, называются пирометрами излучения. [c.333]

Оптическая пирометрия не ограничивается рассмотренными методами. Разработаны специальные спектроскопические методы измерения температур на основе исследования спектральных линий в излучении и поглощении. Эти методы используются для измерения температуры нагретых газов и плазмы. Ввиду их сложности и необходимости специальных знаний из области атомной спектроскопии, эти методы рассматривать не будем. [c.152]

Появление стабилизированных одночастотных лазеров, в особенности лазеров с плавной перестраиваемой частотой, каковыми являются жидкостные лазеры, значительно расширит области практических применений оптических методов в системах неразрушающего контроля, метрологии, системах измерения и контроля размеров и линейных перемещений. Лазерный пучок станет более удобным инструментом для определения физико-химических свойств материалов, использования в качестве визира, измерения длины, скорости и т. д. При этом приборы на основе лазеров будут обладать исключительно высокой точностью и воспроизводимостью при локальных измерениях. Оптические доплеровские методы дадут возможность измерять скорости потоков различных жидкостей и газов. [c.322]

Данная работа является практическим руководством по определению напряжений поляризационно-оптическим методом. Она состоит из шести глав, в которых изложены основы этого метода, описаны способы измерения величин напряжений и методы обработки результатов эксперимента для плоской и объемной задач в пределах упругости, свойства оптически чувствительных материалов и технология их изготовления, а также даны сведения о некоторых тинах поляризационных приборов и вспомогательного оборудования. [c.5]

Измерение толщины пленки жидкости на внутренней поверхности канала производилось оптическим методом. В основу измерения положена возможность получения изображения на границе двух сред с разными коэффициентами преломления. [c.264]

В сборнике рассмотрены новые тензометрические, поляризационно-оптические методы и другие средства измерения деформаций. Проанализированы данные измерений деформаций и напряжений. в телах сложной формы, натурных конструкциях и их моделях. Приведены новые методы расчета напряжений и перемещений на основе экспериментальных данных с использованием ЭВМ. [c.2]

Изучалась температурная зависимость термического расширения различных по структуре образцов из окислов магния и алюминия и системы магний-алюминиевая шпинель — окись алюминия в интервале температур 1000—2300° С. Измерения проводились в среде аргона при давлении 1 атм. В основу конструкции аппаратуры н методики измерений положен абсолютный метод измерения термического расширения. Температура образца измерялась оптическим пирометром с возможной погрешностью 5%. [c.480]

Все тензометры, кроме проволочных, имеют относительно большой вес и габариты, поэтому применение их для определения деформаций оптических деталей вряд ли целесообразно. Наиболее удобно и универсально измерение деформаций с помощью проволочных датчиков омического сопротивления. Они могут быть применены как для статических, так и для динамических исследований и имеют в то же время небольшие размеры (до 5 мм и меньше). Поэтому кратко изложим основы этого метода. [c.14]

Основой оптических методов измерений служит линия визирования, которая фиксируется Г гфостранстве с помощью целевых знаков. [c.13]

В настоящее время в исследовательской практике для определения скорости потоков жидкости и газа наиболее широкое распространение получили пневмометричвский и термоанемометрический. методы. Для измерения скорости на основе этих методов в движущийся поток вводят чувствительные элементы, которые в той или иной степени искажают картину течения. Свободными от указанного недостатка являются оптические методы измерения, которые рассмотрены в гл. 11. Значительно реже применяют другие методы измерения скорости (см. [1, 5—7]). [c.194]

Основы методики измерения высоких температур и лучистых потоков достаточно полно и подробно изложены в известных монографиях В. С. Преображенского [Л. 55], Б. С. Петухова [Л. 50], Г. Рибо [Л. 56] и др. Поэтому, не вдаваясь в рассмотрение всей проблемы в целом, остановимся лишь на некоторых принципиально важных методических вопросах, связанных с оптическими методами измерения температуры и лучистых потоков, с которыми обычно приходится сталкиваться при проведении различного рода исследований. [c.259]

Рассеяние Ми имеет много практических приложений изучение атмосферной пыли и аэрозолей, влияние облаков и тумана на распространение света, теория радугн. Измерение характеристик рассеянного света лежит также в основе оптических методов исследования коллоидных суспензий (нефелометрия). [c.119]

Кроме методов этих двух групп разработаны и применяются-множество других методов измерения тепловых потоков, базирующихся на разнообоазных физических явлениях и эффектах. Это, например, методы, основанные на фотоэлектрических и радиометрических эффектах, оптический способ, где конвективный тепловой поток определяется по углу отклонения луча, пропорциональному градиенту температуры в ламинарном подслое, а также методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности. Последние используются в современной теплоэнергетике пока что меньше, чем энтальпийные методы и методы, основанные на решении прямой задачи теплопроводности. Исключение составляют методы, основанные на решении обратной задачи теплопроводности, совершенствование которых при наличии быстродействующих вычислительных машин с большой памятью создало им хорошую основу для практического использования. [c.272]

Первые восемь глав книги, в которых изложены основы поляризационно-оптического метода, могут быть использованы в качестве руководства без привлечения материала из других источников. Вторая часть книги посвящена приложениям поляриза-ционпо-оптического метода. Авторы и их сотрудники в процессе своей работы решили этим методом сотни задач. В книге рассмотрены примеры, иллюстрирующие методику исследования некоторых типовых задач. Одна их часть интересна преимущественно в академическом плане, в то время как другая имеет практическое значение. Рассмотрены решения плоских и пространственных задач, а также статических и динамических задач с некоторыми особенностями в технике эксперимента и методике обработки результатов измерения. Более подробные сведения и результаты других применений метода читатель сможет найти в различных журнальных статьях, на которые в книге дается много ссылок. Эта вторая часть книги интересна прежде всего для приступающих к изучению поляризационно-оптического метода, но авторы надеются, что она заинтересует и специалистов, работающих в рассматриваемой области. [c.10]

Одним из важных и перспективных направлений применения методов эллипсометрии является разработка новых технологических процессов в полупроводниковом и оптическом приборостроении. Высокая чувствительность поляризационно-оптических методов, а также возможность проведения измерений в защитных средах делают эллипсометрию совершенным средством исследования кинетики кристаллизации пленок на различных подложках. Особый интерес для технологии полупроводников эллипсометрия представляет в связи с возможностью исследования процесса эпитаксиального выращивания. Методы эллипсометрии позволяют проводить исследования влияния различных факторов (температуры подложки, качества ее механической обработки и химической чистоты и т. д.) на характер роста пленки, а также на ее толщину и значение показателя преломления. В работах [15, 166] приведены результаты измерения толщины эпитаксиальных слоев с помощью эллипсометров на основе СО 2-лазера и лазера на парах воды. При этом погрешность измерения составляла соответственно 0,01 и 0,1 мкм. [c.208]

В практике оптического метода обычно применяются компенсаторы тина Бабине, Бабине — Солейля, Краснова, Берека. В основу первых двух компенсаторов положено измерение разности хода за счет изменения суммарной толщины двух кварцевых клиньев [9]. [c.35]

Уравнение (3-15) лeжиt в основе метода измерения Температур с помощью оптического монохроматического пирометра с исчезающей нитью (Л. 125, 29], широко применяемого в промышленности. [c.43]

Диапазон температур, с которыми приходится встречаться в научных исследованиях, очень широк — включает тысячные доли градуса вблизи абсолютного нуля, получаемые в экспериментах по глубокому охлаждению, и температуры 10 К, характеризующие состояние внутрнзвездного вещества. Наиболее изученной и освоенной областью измерений является интервал от 10 до 10 000 К. Основными практическими методами в области МПТШ являются термоэлектрический метод и методы, использующие изменение электрического сопротивления и объема рабочего вещества датчика температуры. Выше точки плавления золота помимо термопар используются (оптические) бесконтактные методы измерения температур. На их основе работают группа яркостных, цветовых и радиационных пирометров [3, 4, [c.249]

Гауланда и др., или на основе измерений с помощью поляризационно-оптического метода, тензометрирования и т. п. они приведены на рис. 32— 67 19, 19]. [c.442]

Как следует из предыдущих разделов, в пикосекундном и особенно в субпикосекундном диапазонах производить измерения, основываясь на электронных и электронно-оптических методах, чрезвычайно трудно. Нелинейная оптика позволяет применить хорошо развитые методы и в особенности метод корреляционных измерений к предельно коротким световым импульсам. Только этим путем удалось измерить длительности импульсов первых лазеров с синхронизацией мод вскоре после их создания [3.9—3.13]. В качестве примеров таких методов мы рассмотрим генерацию второй гармоники и двухфотонную люминесценцию (о теоретических основах этих эффектов см [11, 30]). Кроме того, мы обсудим оптические затворы, основанные на эффекте Керра, индуцированном лазерным излучением. [c.117]

При взаимодействии светового пучка с твердым телом изменяются параметры пучка (интенсивность, поляризация, частотный и угловой спектры и т. д.). Степень изменения каждого из этих параметров определяется свойствами как твердого тела, так и пучка, а также условиями взаимодействия. Изменение температуры твердого тела сопровождается изменением амплитуды колебаний атомов в узлах решетки и, вследствие этого, изменением межатомных расстояний, что приводит к температурной зависимости оптических параметров. Известны температурные зависимости ширины запреш енной зоны полупроводниковых и диэлектрических кристаллов, действительной и мнимой частей комплексного показателя преломления, концентрации и подвижности свободных носителей заряда, плотности фононов для каждой разрешенной моды колебаний решетки [1.41, 1.42]. Выбор характеристик пучка, условий взаимодействия пучка с объектом, а также условий регистрации сигнала позволяет проводить измерение многих температурно-зависимых параметров твердого тела. Оптическая термометрия включает последовательность преобразований в соответствии с температурой устанавливается значение физического параметра, проводится его измерение оптическим методом, затем на основе известных соотношений между температурой, физическим параметром и регистрируемым оптическим сигналом определяется температура. Эта последовательность предполагает использование внешнего зондируюш его излучения, т. е. диагностика является активной. [c.19]

Прежде чем перейти к рассмотрению собственно голографической интерферометрии, остановимся в гл. 2 на некоторых основных положениях дифференциальной геометрии и механики сплошных тел, а в гл. 3 — на принципах формирования изображения в голографии. В гл. 2 приводятся сведения, которые являются основой изложения всей книги. В гл. 3 рассматривается с одной стороны, получение исследуемых волновых фронтов, и, с другой стороны, детально. анализируются свойства изображения, в частности, аберрации, которые могут возникать, если оптическая схема, используемая при восстановлении, отлична от х ы регистрации. В этой же главе показано взаимопроникновение понятий механики и оптики. Затем в основной части книги — гл. 4 — исследуется процесс образования интерференционной картины, обусловленной суперпозицией волновых полей, соответствующих двум данным конфигурациям объекта, и обратная задача — измерение деформаций объекта по данной интерференционной картине. В ней, во-первых, показано, как определяют порядок полосы, т. е. оптическую разность хода интерферирующих лучей, и как отсюда находят вектор смещения. Во-вторых, рассмотрены некоторые характеристики интерференционных полос, их частота, ориентация, видность и область локализации, которые зависят от первых производных от оцтйческой разности хода. Затем показано изменение производной от смещения (т. е. относительной деформации и наклона). В-третьих, определено влияние изменений в схеме восстаноэле ния на вид интерференционной картины и методы измерения. Наконец в гл. 5 кратко приведены некоторые возможные примеры использования голографической интерферометрии для определения производных высших порядков от оптической разности хода в механике сплошных сред, [c.9]

В 1972 г., когда были разработаны прецизионные методы измерения частоты в оптическом диапазоне, значение скорости света было определено в Национальном бюро стандартов США К. Ивен-соном с сотрудниками на основе независимых измерений длины волны и частоты света. В качестве источника использовался стабилизированный гелий-неоновый лазер, генерирующий близкое к монохроматическому инфракрасное излучение (Я=3,39 мкм). Частота V этого излучения измерялась сравнением с цезиевым эталоном частоты (времени) с использованием методов нелинейной оптики. Длина волны Я этого же излучения измерялась с большой точностью интерферометрическим сравнением с эталоном длины, т. е. с длиной волны оранжевой линии криптона-86. Для этого пришлось исполь- [c.128]

В случае ударных волн умеренной интенсивности конечные состояния оказываются в твердой или жидкой фазе, что позволило использовать [65] фотоэлектрический метод измерения остаточной температуры и на этой основе найти [66] энтропию и температуру меди при давлениях до 190 ГПа. В [67] энтропию натрия, стронция, бария и урана находили путем оптических измерений доли испарившегося металла под действием ударных волн с давлениями 20 — 300 ГПа. Поскольку ударные волны столь умеренных интенсивностей приводят лишь к незначительному испарению, которое может быть зарегистрировано лишь при чрезвьлайно низких давлениях, эти измерения проведены в вакууме 10 мм рт.ст. Адсорбционные измерения, выполненные в условиях существенной неодномерности течения, позволили найти [67] долю конденсата, образовавшегося при охлаждении плазмы в процессе ее расширения из ударно-сжатого состояния. На основе качественных соображений о кинетике процесса испарения и конденсации результаты этих измерений были связаны с энтропией ударно-сжатого вещества. [c.364]

Л е в и н Б. М.. Контактный метод измерения микрогеометрии поверхности. Основы метода и оптические профиллографы, Машгиз, 1950. [c.115]

В данной работе изучалась температурная зависимость термического расширения различных по структуре образцов из окислов магния и алюминия и системы магний-алюминиевая шпинель-окись алюминия в интервале температур 1000—2300° С. Измерения проводились в среде аргона при давлении 1 атм. Использованные аппаратура и методика описаны ранее [1, 2]. Образцы были изготовлены в виде пластин длиной 75 мм и сечением 10x5 мм" или цилиндров той же длины, диаметром 3—10 мм. Испытуемые образцы на соответствующих молибденовых электродах вводились в зону нагрева вольфрамового нагревателя, позволявшего получить 2300° С. В основу конструкции и методики положен абсолютный метод измерения термического расширения. Температура образца измерялась оптическим пирометром. Относительная возможная погрешность измерения термического расширения не превышает 5%- [c.87]

Результаты эксперимента. На рис. 10.5 приведены результаты измерения тепловых потоков, возникающих при разложении образцов твердого БАДЕ при различных скоростях нагревания (масса образца m яв 0,5 мг). На каждой кривой наблюдаются четыре пика. Два из них отражают эндотермический тепловой эффект и не меняют своего температурного положения (111 и 120 °С) с изменением скорости нагревания образца, т.е. обусловлены фазовыми переходами. Два других гораздо больших пика соответствуют экзотермическому тепловому эффекту. Площадь под пиками (теплота) и температура максимума существенно зависят от скорости нагревания. Это свидетельствует о том, что происхождение наблюдаемых пиков связано с процессом термоактивированного разложения. На первый взгляд может показаться, что разложение исследуемого вещества протекает в две стадии, различающиеся кинетическими параметрами (энергией активации и частотным фактором). Но в этом случае невозможно интерпретировать площади двух пиков (т.е. теплоту), высота которых меняется при изменении скорости нагревания. Следует также учесть тот факт, что оптические методы исследования дают только один пик излучения света. Удовлетворительное объяснение наблюдаемого эффекта бьшо дано на основе определения температуры плавления вещества (164°С). Двойной пик возникает в результате изменения теплопроводности и коэффициента теплопередачи между образцом и чашкой для образца в результате образования расплава исследуемого вещества. Улучшение теплового контакта исследуемого вещества с калориметром уменьшает возможность перегревания образца. В результате снижается скорость реакции и, соответственно, тепловой поток. Из рис. [c.160]

ОПТИКА ТОНКПХ СЛОЕВ — раздел оптики неоднородных сред, охватывающий совокупность оптич. явлений, к-рые возникают в результате интерференции света при его расирострапеиии в слое или в имеющей регулярную структуру системе слоев однородных веществ. Слой наз. тонким> (независимо от его геометрич. толщины), еслп явления интерференции света в нем явно выражены, что зависит от качества изготовления слоя и от условий его освеи ,е-ния и наблюдения. О. т. с. лежпт в основе многих устройств, измерительных и спектральных приборов и методов измерений в оптической и СВЧ областях спектра. [c.503]

ПОЛЯРИМЕТРИЯ — в широком смысле методы исследования структуры, свойств или состояния вещества, в к-рых применяется поляризованный свет наир., спектроскопия молекулярная в поляризованном свете, изучение различных объектов иа основе интерференции поляризованных лучей (с применением микроскопа поляризационного), поляриаа-циопно-оптический метод исследования напряже 1ий и т. д. В узком смысле П. — методы исследования, основанные на измерении величины вращения плоскости поляризации света при прохождении его через оптически-активные вещества, т. е. па измерении их оптической активности. Величина вращения в растворах зависит от их концентрации поэтому П. широко применяется для измерения концентрации оптически-активных веществ (см. Сахариметрия). Измерение вращательной дисперсии — изменения угла вращения для света с ра.зличной длиной волны, — т. н. с п е к т р о II о л я р и м е т-р и я позволяет изучать строение веществ. Измерения производятся поляри.нетрами и спектрополяримет-рамп. [c.165]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...