[發明專利]光學法檢測調節懸絲系統質心的裝置與方法

在審

• 申請號: 201410694689.2
• 申請日: 2014-11-27
• 公開（公告）號: CN104359621A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發明（設計）人: 魏茂金;劉德功;黃思俞;張武威
• 申請（專利權）人: 三明學院
• 主分類號: G01M1/12
• 分類號: G01M1/12
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 林捷

?

技術領域：

本發明涉及一種光學法檢測調節懸絲系統質心的裝置與方法。

?

背景技術：

磁動式測氧儀的核心是充氮啞鈴球懸絲反射鏡系統懸掛在穩定的非均勻梯度磁場中，啞鈴球系統受磁場力矩作用而旋轉一定的角度，當一光束照射在平面鏡上時，平面鏡將光束反射到光電探測器上。當被測氣樣充滿氣室后，兩磁極間的磁感應強度隨被測氣樣的氧含量不同而發生變化。充氮啞鈴球所受到的磁場的斥力也隨之變化，啞鈴球的旋轉角度也就不同，則反射光束的光斑在光電探測器上的位置也不同，從而可探測到氧氣的不同含量。

啞鈴球懸絲反射鏡系統是磁動式測氧儀的核心，它包括一對充氮玻璃小球（1），小反射鏡（2），鉑絲（3）和固定支架（4）構成，如圖1所示。在該系統安裝中，必需確保懸絲嚴格通過啞鈴球懸絲反射鏡系統的質心，否則，儀器放置稍不水平，啞鈴球系統將產生一個使小反射鏡位置發生偏移的合力和扭轉力矩，特別是扭轉力矩將改變反射鏡方向，使反射光點的位置發生偏移，從而引起嚴重的測量誤差，而且由于儀器放置傾斜方向和大小不同，啞鈴球系統的扭轉力矩也不同，該誤差難以通過數據處理進行修正。同時，若懸絲未嚴格通過啞鈴球系統的質心，儀器工作環境振動的輕微振動，將引起啞鈴球系統較嚴重的往復振動，使儀器在較長時間讀數不穩定。因此，懸絲嚴格通過質心對啞鈴球反射鏡系統或類似具有懸絲系統的設備十分重要，是保證儀器作的穩定性和測量精度的重要環節。

?

發明內容：

本發明的目的在于提供一種光學法檢測調節懸絲系統質心的裝置與方法，該裝置有利于避免由于質心檢測裝置扭轉力矩不同而引起無法克服的誤差，避免由于環境振動使儀器在讀數不穩定。

本發明光學法檢測調節懸絲系統質心的裝置，其特征在于：包括質心檢測裝置和設在質心檢測裝置表面的啞鈴球支撐裝置，啞鈴球系統能三面放置，所述質心檢測裝置包括主面板和設在主面板后側下部的矩形底座，所述主面板后側設有方向可調整的基準平面反射鏡及其固定板，用來產生基準反射光點，所述主面板上正對基準反射鏡的位置設有鏤空穿孔，所述鏤空穿孔上下方設有定位孔、定位擋板和壓板，所述主面板上還設有三個與固定板螺紋連接的調節螺絲；所述啞鈴球支撐裝置包括有固定支架板和平行設在固定支架板表面的鉑絲，所述鉑絲中段位置固定有一個反射鏡，所述反射鏡旁側設有一對充氮玻璃小球，在固定支架板上位于反射鏡上、下方位置穿設有一對質心調節通光孔。

上述主面板為硬材質平面薄板，所述壓板為一矩形硬材質板塊，其一端用螺釘連接在主面板上，壓板可轉動調節。

上述啞鈴球系統固定支架板長度為31?mm，鉑絲距固定支架板底板距離約為5?mm，反射鏡中心與鉑絲上固定點的間距為13.6?mm，質心調節通光孔的孔徑為φ2.7，充氮玻璃小球直徑為φ3.0～3.6mm。

上述兩定位擋板之間的間距為32?mm，定位孔的間距為27?mm。

上述三個調節螺絲中的兩個豎直設置，第三個調節螺絲位于豎直設置的兩個調節螺絲的中線上，中線的長度大于固定支架板的寬度，以利于固定板的調節。

本發明光學法檢測調節懸絲系統質心的方法，其特征在于：所述光學法檢測調節懸絲系統質心的裝置包括質心檢測裝置和設在質心檢測裝置表面的啞鈴球支撐裝置，所述質心檢測裝置包括主面板和設在主面板后側下部的矩形底座，所述主面板后側設有表面安裝了基準反射鏡的固定板，所述主面板上正對基準反射鏡的位置設有鏤空穿孔，所述鏤空穿孔上下方設有定位孔、定位擋板和壓板，所述主面板上還設有三個與固定板螺紋連接的調節螺絲；所述啞鈴球支撐裝置包括有固定支架板和平行設在固定支架板表面的鉑絲，所述鉑絲中段位置固定有一個反射鏡，所述反射鏡旁側設有一對充氮玻璃小球，在固定支架板上位于反射鏡上、下方位置穿設有一對質心調節通光孔；

使用方法如下：

首先，將安裝好的啞鈴球支撐裝置放在質心檢測裝置上用壓板固定；把整個裝置豎直放置，用一束激光垂直照射，觀察啞鈴球支撐裝置上的反射鏡的反射活動光點a和基準反射鏡的二個不動反射光點b，調節主面板上調節螺絲以改變基準反射鏡方向，使活動光點a處于二不動光點b的中間；

其次，將整個裝置水平放置，即主面板水平放，激光束從上方豎直照射，觀察活動光點a和不動光點b的位置，可判斷兩邊小球的輕重。