Πλοήγηση ανά Συγγραφέας "Vasilopoulou, Ioanna-Maria"

Τώρα δείχνει 1 - 1 of 1
  • Μικρογραφία εικόνας
    Τεκμήριο
    Κινηματικό σύστημα αρμών ίσων γωνιών για οπτικές μετρήσεις υλικών με laser.
    (ΕΛ.ΜΕ.ΠΑ., Σχολή Μηχανικών (ΣΜΗΧ), ΔΠΜΣ Προηγμένα Συστήματα Παραγωγής, Αυτοματισμού και Ρομποτικής, 2023-07-14) Βασιλοπούλου, Ιωάννα-Μαρία; Vasilopoulou, Ioanna-Maria
    Στην παρακάτω μεταπτυχιακή εργασία θα παρουσιάσουμε μια αυτοματοποιημένη κινηματική διάταξη ενός συστήματος τεσσάρων αρμών, οι οποίο κατά την κίνηση τους, θα είναι ικανοί να διατηρήσουν με μεγάλη ακρίβεια ίσες γωνίες ως προς την σταθερή τράπεζα συγκράτησης δείγματος υλικού. Σκοπός της διάταξης θα είναι η μέτρηση χαρακτηριστικών οπτικών του ιδιοτήτων ( π.χ. πολωμένης ανακλαστικότητας και δείκτη διάθλασης). Η διάταξη που κατασκευάστηκε με σκοπό την αναγνώριση δείγματος διαφόρων υλικών και η σχεδίαση της βασίζεται στον Νόμο του Brewster. H βασική ιδέα προκύπτει από την γωνία πρόσπτωσης Brewster, γνωστή και ως γωνία ολικής πόλωσης, δηλαδή τη γωνία πρόσπτωσης φωτός για την οποία η ανακλώμενη ακτίνα είναι κάθετη με την διαθλώμενη ακτίνα. Όταν μια τυχαία ακτίνα που είναι μη πολωμένη, πέσει στην επιφάνεια με την γωνία, έχει την ιδιότητα να ανακλάται ολοκληρωτικά πολωμένη. Όταν το φως προσπίπτει σε μια διαχωριστική επιφάνεια δύο υλικών, με διαφορετικό δείκτη διάθλασης, μέρος της ακτινοβολίας ανακλάται από την επιφάνεια σε μια συγκεκριμένη γωνία ανάκλασης και ένα μέρος της ακτινοβολία διαθλάται σε μια συγκεκριμένη γωνία διάθλασης. Σε μια ορισμένη γωνία πρόσπτωσης ένα μέρος του φωτός σε συγκεκριμένο επίπεδο πόλωσης δεν μπορεί να ανακλαστεί. Αυτή η γωνία πρόσπτωσης ονομάζεται γωνία πρόσπτωσης Brewster. Το κάθε υλικό έχει έναν δείκτη διάθλασης, ο οποίος είναι και μοναδικός. Έτσι η λειτουργία αυτή βρίσκουμε την γωνία πρόσπτωσης Brewster, με την οποία θα επαληθεύεται ο δείκτης διάθλασης των δειγμάτων που θα εξετάζουμε κάθε φορά, για να εντοπίζουμε από τι υλικό προέρχεται η κατασκευή τους. Στην παραπάνω θεωρία βασίζεται η λειτουργία της διάταξής μας, η οποία και υλοποιείται με την ταυτόχρονη ισογωνιακή κίνηση των αρμών που θα πραγματοποιείται με την χρήση ενός βηματικού κινητήρα με ενσωματωμένο μειωτήρα στροφών. Ο βηματικός κινητήρας με την βοήθεια του Arduino, θα περιστρέφει τον κοχλία και κατά συνέπεια θα αλλάξει τις μοίρες των αρμών, επιτυγχάνοντας έτσι διαφορετική γωνία πρόσπτωσης της ακτίνας λέιζερ σε κάθε περιστροφή. Πιο αναλυτικά, η κατασκευή θα έχει σχήμα ρόμβου και θα αποτελείται από τέσσερις αρμούς. Οι δυο οπίσθιοι χρησιμοποιούνται για την στήριξη και την λειτουργία του μηχανισμού ενώ οι δυο εμπρόσθιοι θα έχουν τις απαιτούμενες αναμονές, στις οποίες θα τοποθετηθούν τα απαραίτητα εξαρτήματα που θα πραγματοποιούν την λήψη και την τροφοδοσία των δεδομένων. Πιο αναλυτικά, σε έναν εκ των εμπρόσθιων αρμών θα έχουμε τοποθετήσει μια μικρή πηγή laser (mW) με πρόσθετα οπτικά στοιχεία (π.χ φακούς, πολωτικά και φασματικά φίλτρα), ενώ στον άλλον θα υπάρχει ένα σύστημα φωτο-ανιχνευτή- φωτοδιόδου του οποίαυ και οι μετρήσεις θα απεικονίζονται σε lcd οθόνη. Η κίνηση τους θα επιτυγχάνεται μέσω ενός ατέρμονος κοχλία λεπτού σπειρώματος, ενώ η διατήρηση της ισότητας των γωνιών θα επιτυγχάνεται με σύστημα βοηθητικών αρμών, κινηματικών αρθρώσεων και αρχών γεωμετρίας. Η μεταπτυχιακή εργασία μας έχει ως δομικό στοιχειό την θεωρητική ανάλυση, τον σχεδιασμό και την κατασκευή της διάταξης αυτής, ως μιας πρωτότυπης και παράλληλα καινοτόμας λειτουργίας. Εμπορικά δεν είναι διαθέσιμη, για αυτό και θα αποτελέσει την απαραίτητη βάση για ανάπτυξη νέων πειραματικών μεθόδων μετρήσεων βασικών οπτικών παραμέτρων χαρακτηρισμούς υλικών. Θεωρητικές αναφορές έγιναν σχετικά με τα μέρη που την απαρτίζουν, την θεωρητική ανάλυση τους, τα χαρακτηριστικά βηματικών κινητήρων και τέλος την θεωρητική ανάλυση του arduino.