[發明專利]線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置及方法

有效

• 申請號: 201410206056.2
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103969607A
• 公開（公告）日: 2014-08-06
• 發明（設計）人: 李彥超;甄佳奇;楊九如;冉玲苓;高揚;楊瑞海;杜軍;丁群;王春暉;馬立峰;于偉波
• 申請（專利權）人: 黑龍江大學
• 主分類號: G01R33/18
• 分類號: G01R33/18
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張利明

1.一種線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置，它包括待測鐵磁材料樣品(1)，其特征在于，它還包括線性調頻激光器(2)、第一平面反射鏡(3)、薄玻璃板(4)、第二平面反射鏡(5)、會聚透鏡(6)、光電探測器(7)、信號處理系統(8)、兩個固定棒(9)和激勵線圈(10)，

待測鐵磁材料樣品(1)的兩端分別粘接一個固定棒(9)，一個固定棒(9)的自由端采用固定件固定，另一個固定棒(9)的自由端與第二平面反射鏡(5)的背面粘接固定；待測鐵磁材料樣品(1)居中置于激勵線圈(10)內；激勵線圈(10)采用直流穩壓電源供電，直流穩壓電源采用滑線變阻器調節輸出電流；

線性調頻激光器(2)發射的激光束經第一平面反射鏡(3)反射至薄玻璃板(4)，經薄玻璃板(4)透射的光被第二平面反射鏡(5)反射后與經過薄玻璃板(4)前表面反射的光共同被會聚透鏡(6)匯聚到光電探測器(7)的光敏面上，光電探測器(7)輸出的光電流信號傳送給信號處理系統(8)。

2.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于，信號處理系統(8)由濾波器(8-1)、前置放大器(8-2)、模數轉換器(8-3)和數字信號處理器(8-4)組成，

濾波器(8-1)用于接收光電探測器(8)輸出的光電流信號，濾波器(8-1)輸出濾波信號給前置放大器(8-2)，經前置放大器(8-2)放大的模擬信號傳送給模數轉換器(8-3)，所述模擬信號經模數轉換器(8-3)轉換為數字信號后傳送給數字信號處理器(8-4)。

3.根據權利要求1或2所述的線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于，薄玻璃板(4)與第二平面反射鏡(5)之間的初始距離為30mm。

4.根據權利要求3所述的線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于，薄玻璃板(4)與第二平面反射鏡(5)相互平行。

5.根據權利要求4所述的線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于，待測鐵磁材料樣品(1)為鐵鎳合金樣品。

6.一種線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的方法，該方法基于權利要求5所述的線性調頻多光束激光外差二次諧波法測量磁致伸縮系數的裝置實現，其特征在于，它獲取磁致伸縮系數的方法如下：

首先，將待測鐵磁材料樣品(1)進行交流退磁；

將滑線變阻器調節為阻值最大，使激勵線圈(10)接通直流穩壓電源，待電壓穩定后，調節滑線變阻器的阻值，使激勵線圈(10)的輸出電流單調上升；

然后，打開性調頻激光器(2)，使其發射線偏振光，并使光電探測器(7)開始接收光束信號，數字信號處理器(8-4)連續采集光電探測器(7)輸出的光電流信號，并對采集到的差頻信號進行處理，根據頻率與距離之間的關系：

f＝Kd，

獲得薄玻璃板(4)與第二平面反射鏡(5)之間的當前距離d：

d＝f/K，

式中f為外差信號的頻率，K為比例系數；

由薄玻璃板(4)與第二平面反射鏡(5)之間的當前距離d與薄玻璃板(4)與第二平面反射鏡(5)之間的初始距離，獲得距離變化量Δd，該距離變化量Δd的數值與待測鐵磁材料樣品(1)的長度變化量Δl的數值相等，

再根據磁致伸縮系數α的公式：

α=Δll,]]>

獲得待測鐵磁材料樣品(1)的磁致伸縮系數；

式中l表示待測鐵磁材料樣品(1)的原始長度。