W artykule przedstawiono koncepcję, modelowanie, wstępne badania oraz konstrukcję niskonakładowego zminiaturyzowanego ekstensometru siatkowego. Urządzenie przeznaczone jest do pomiaru mikropól przemieszczeń i odkształceń w dużych konstrukcjach inżynierskich. Czujnik bazuje na interferometrii siatkowej wg koncepcji R. Czarnka, w przypadku której wymagana jest integracja siatki dyfrakcyjnej na powierzchni badanego elementu. Uzyskanie niskonakładowego urządzenia możliwe jest dzięki replikacji głowicy pomiarowej, będącej monolitycznym blokiem generującym i prowadzącym wiązki oświetlające obiekt.
EN
In the paper, the concept, numerical modeling, preliminary experimental data and the construction of low-cost miniaturized grating extensometer are presented. The device is designed to measure small fields of displacements and strains in large civil structures. The sensor is based on grating interferometry according to R. Czarnek's concept, in case of which the integration of diffraction grating on examined surface is required.
W artykule przedstawiono koncepcję zintegrowanego aktywnego systemu mikrointerferometru siatkowego wytwarzanego niskonakładowymi technologiami. Czujnik interferometryczny umożliwia polowe monitorowanie mikropól przemieszczeń. Przedstawiono budowę, symulacje numeryczne oraz eksperymentalne badania modułów wchodzących w skład systemu: platforma oświetlającodetekcyjna odpowiedzialna za wprowadzenie wiązki do głowicy pomiarowej oraz obrazowanie badanego obiektu na matrycy detekującej wynik interferencji sprzężonych wiązek niosących informacje o badanym obiekcie; głowica pomiarowa, która jest pasywnym elementem prowadzącym wygenerowane przez przesuwnik fazy wiązki oświetlające obiekt; przesuwnik fazy jako aktywny element generujący wiązki oświetlające obiekt.
EN
In this paper the idea of active integrated grating microinterferometric based on low-cost technologies setup is presented. That kind of interferometrie sensor allows to perform constant monitoring of displacement microfields. We present the design, numerical simulation and brief experimental results of following modules: light illumination and detection platform-whose task is to generate an input beam for the measurement head and to image the measurement object onto the CMOS matrix detecting the object beams interference result; measurement head-passive element responsible for object illumination beam guiding; phase shifteran active element generating object illumination beams.
Optical methods of strain measurement are a generic technology, which support life cycle performance, safety and reliability assesments and design optimization of objects varying in scale from micro-machines to civil engineering structures like buildings and bridges. Interferometric grid/moire fringe and image correlation based methods from a powerful set of tools for use in strain field analysis. One of the most useful optical methods for in-plane displacement/strain measurement and monitoring is grating interferometry. In the paper a new miniaturized optical extensometers based on low cost waveguide grating interferometric head are presented. Due to insensivity to vibration, small dimensions and weight, wire-less connections and automated fringe pattern analysis they can be used for measurement of displacements distribution in micro areas and for constant or periodic strain monitoring in crucial points of engineering structures.