[發明專利]線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的方法

有效

• 申請號: 201410206108.6
• 申請日: 2014-05-15
• 公開（公告）號: CN103995242B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發明（設計）人: 冉玲苓;李彥超;楊九如;高揚;柳春郁;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: 張宏威

1.線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：它包括線性調頻激光器(1)、二號平面反射鏡(3)、薄玻璃板(4)、會聚透鏡(5)、光電探測器(6)、激磁線圈(8)和直流電源(E)；

激磁線圈(8)的兩端分別連接直流電源(E)的正極和負極，待測鐵磁體(10)位于激磁線圈(8)的中心，二號平面反射鏡(3)用于固定在待測鐵磁體(10)的一個端面，該端面與激磁線圈(8)的端面平行，薄玻璃板(4)與所述的二號平面反射鏡(3)平行設置；

線性調頻激光器(1)發出的激光入射至薄玻璃板(4)的表面，經所述薄玻璃板(4)透射后的激光入射至二號平面反射鏡(3)，并在二號平面反射鏡(3)與薄玻璃板(4)之間多次反射后獲得多束反射光，該多束反射光經薄玻璃板(4)透射之后通過會聚透鏡(5)聚焦到光電探測器(6)的光敏面上。

2.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：它還包括信號處理系統(7)，所述信號處理系統(7)的探測信號輸入端連接光電探測器(6)的探測信號輸出端，所述信號處理系統(7)包括濾波器(7-1)、前置放大器(7-2)、A/D轉換器(7-3)和DSP(7-4)，所述濾波器(7-1)的信號輸入端為所述信號處理系統(7)的探測信號輸入端，所述濾波器(7-1)的信號輸出端連接前置放大器(7-2)的信號輸入端，所述前置放大器(7-2)的信號輸出端連接A/D轉換器(7-3)的模擬信號輸入端，所述A/D轉換器(7-3)數字信號輸出端連接DSP(7-4)的信號輸入端。

3.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：它還包括固定部件(11)和兩根固定棒(9)，待測鐵磁體(10)的一端通過一根固定棒(9)與固定部件(11)固定連接，待測鐵磁體(10)的另一端通過另一根固定棒(9)與二號平面反射鏡(3)固定連接。

4.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：它還包括滑動變阻器(R)，所述滑動變阻器(R)串聯在直流電源(E)與激磁線圈(8)構成的回路中。

5.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：它還包括一號平面反射鏡(2)，線性調頻激光器(1)發出的激光經所述一號平面反射鏡(2)反射后入射至薄玻璃板(4)的表面。

6.根據權利要求1所述的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的裝置，其特征在于：所述的線性調頻激光器(1)發出的線性調頻激光為線偏振光，波長為1.55μm，線性調頻激光的調頻周期T＝1ms，調頻帶寬△F＝5GHz。

7.基于權利要求1的線性調頻多光束激光外差測量磁致伸縮系數的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：

步驟一、測量高壓電源輸出的電壓值U和光電探測器(6)輸出的電信號的頻率波峰f₁至f_p，p為正整數；

步驟二、計算薄玻璃板(4)與二號平面反射鏡(3)的間距其中，Kq=2qkncosθπc;]]>

步驟三、采用與步驟一和步驟二同樣的方法，計算U＝0時，薄玻璃板(4)與二號平面反射鏡(3)的間距d₀；

步驟四、根據公式計算待測鐵磁體(10)的磁致伸縮系數α，△l＝△d＝d₀-d；

其中，l為激磁線圈(8)未通電時待測鐵磁體(10)的長度，該長度方向為激磁線圈(8)通電時待測鐵磁體(10)內的磁場方向，Δl為通電后l的增量，θ為入射光透射出薄玻璃板(4)后的折射角，k為調頻帶寬的變化率，c為光速，n為薄玻璃板(4)與二號平面反射鏡(3)之間介質的折射率。