[發明專利]邁克爾遜干涉儀控制裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201210542645.9
• 申請日: 2012-12-13
• 公開（公告）號: CN103185640A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 陶麗芳
• 申請（專利權）人: 浙江海洋學院
• 主分類號: G01J9/02
• 分類號: G01J9/02
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

技術領域

本發明涉及一種測量裝置的控制設備，尤其是涉及一種可有效提高光波波長測量精度和測量效率的邁克爾遜干涉儀控制裝置及控制方法。

背景技術

邁克爾遜干涉儀通常用于做光波波長、折射率、厚度以及同心圓干涉條紋的測量等。

當使用邁克爾遜干涉儀測量干涉條紋時，需要對穿過視場的數百個干涉條紋進行計數。傳統的方法是通過人工計算數百個干涉條紋，這種計數方法的缺點：（1）眼睛疲勞。（2）穩定度不高（干涉條紋稍有一些晃動，就無法計數）。（3）容易出錯。為了提高了測量的準確性，通常采取多次測量的方法，但是該方法很難提高測量的精度。

為此，國內外許多學者研究設計自動計數的各種裝置，例如中國礦業大學張學龍等人曾設計用計數器來實現自動計數的裝置，其主要原理是通過光電轉換電路將光信號轉變到模擬信號再到數字信號，最終信號饋入計數器中。但是這種系統的缺陷為抗干擾能力弱，一旦外界發生擾動，導致視場干涉條紋晃動，會影響計數的準確性。

針對上述方法的不足，本文根據單片機以及數據采集等系列資料，介紹一種在線邁克爾遜干涉儀系統，它是通過單片機語言和其他高級語言來編程實現計算機與單片機的通訊。由單片機通過減速電機來執行機械機構，完成進退旋鈕的轉動，達到代替人的手工操作。由光敏元件來檢測激光干涉條紋的明暗紋的變化的數目，并由單片機傳回計算機進行顯示，另外，股輪圈數也通過光電傳感器電路傳至單片機并送到計算機顯示。而計算機也能對單片機進行控制，實現雙向通信功能。在整個測量過程中避免了由于人為和外界因素造成的隨機誤差，而且能在短時間內得出精確結果，是一種方便快捷的測量工具。也可用于演示測量波長的測量。

中國專利授權公開號CN101520439A，授權公開日2009年9月2日公開了一種探傷儀控制裝置，主要由Y形支架，及通過螺絲連接在Y形支架前端的控制輥構成，其創新點在于：所述控制輥兩端分別連接有微型軸承，所述微型軸承嵌在支架外端螺絲的軸承孔內，為了使控制輥與支架能同軸連接，螺絲分內層面和外層面，所述外層面為A、B、C三層圓盤階梯形狀，內層面為工藝孔和軸承內嵌孔構成，所述工藝孔和軸承內嵌孔相通。該發明是一種探傷儀的控制裝置，具有保證了控制輥的同軸和同心度，提高了對鋼球的檢測精度，所述防滑裝置大大降低了控制杠桿探傷過程中出現打滑的幾率，保證檢測效果的穩定。

發明內容

本發明是為了克服現有技術中的人們讀取干涉條紋數的不足，提供了一種可有效提高光波波長測量精度和測量效率的邁克爾遜干涉儀控制裝置及控制方法。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種邁克爾遜干涉儀控制裝置，所述邁克爾遜干涉儀設于機架上，包括光電傳感器電路、控制器、電機、顯示器、設于邁克爾遜干涉儀的鼓輪上的銅片、設置在靠近鼓輪的機架上的與銅片相對應的鼓輪轉動量檢測電路；所述控制器分別與光電傳感器電路、鼓輪轉動量檢測電路、電機和顯示器電連接；電機與鼓輪相連接，所述光電傳感器電路設于靠近邁克爾遜干涉儀的觀測屏的機架上；所述電機為直流減速電機。

本發明的邁克爾遜干涉儀控制裝置通過減速電機來帶動鼓輪的轉動操作，代替了人的手工操作。由光電傳感器電路的光敏元件來感應激光干涉條紋的明暗紋的變化，并由控制器內的軟件計算干涉條紋數，并由鼓輪轉動量檢測電路檢測鼓輪轉動的圈數，并由控制器內的軟件計算鼓輪轉動量，控制器根據干涉條紋數和鼓輪轉動量計算得出光波波長，并在顯示器中將干涉條紋數、鼓輪轉動量和光波波長顯示出來。

測量過程中避免了人為和外界因素造成的隨機誤差，并且能夠在短時間內得出精確測量結果，提高了測量效率。

本發明的邁克爾遜干涉儀控制裝置實現了干涉條紋和鼓輪轉動量的自動計算，不僅大大減輕了測量者的負擔，而且提高了測量數據的精確度，提高了工作效率；并且操作方便，結構簡單實用。

作為優選，所述光電傳感器電路包括依次連接的光檢測電路、放大電路和整形電路；所述光檢測電路包括光敏電阻、運算放大器和若干個電阻。

作為優選，所述鼓輪轉動量檢測電路包括銅片感應電路和震蕩電路；銅片感應電路包括三極管、反射式光電開關、若干個電阻和若干個電容。

設計振蕩電路時，使振蕩電路的帶寬包含通常檢測的光波所激發出干涉條紋的頻率。

作為優選，還包括設于機架上的攝像頭，所述攝像頭與控制器電連接。

一種邁克爾遜干涉儀控制裝置的控制方法，包括如下步驟：