[發(fā)明專(zhuān)利]雙路激光干涉精確測(cè)量金屬棒熱膨脹系數(shù)的裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711303736.6
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108152323A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 盧郅睿;肖鵬程;王懷興
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 湖北第二師范學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): G01N25/16
• 分類(lèi)號(hào): G01N25/16;G01B11/02
• 代理公司: 暫無(wú)信息
• 代理人: 暫無(wú)信息

一種雙路激光干涉精確測(cè)量金屬棒熱膨脹系數(shù)的裝置，包括激光干涉測(cè)微小變化裝置、內(nèi)置被測(cè)金屬棒的加熱恒溫箱和MCU總控制器，所述被測(cè)金屬棒兩端具有光反射端面；所述激光干涉測(cè)微小變化裝置設(shè)有激光干涉測(cè)微小變化第一模塊和激光干涉測(cè)微小變化第二模塊，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊設(shè)在恒溫箱的左側(cè)端，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊的檢測(cè)端與金屬棒的左側(cè)位置相對(duì)，檢測(cè)金屬棒左邊方向的長(zhǎng)度微小變化；激光干涉測(cè)微小變化第二模塊設(shè)在恒溫箱的右側(cè)端，激光干涉測(cè)微小變化第二模塊的檢測(cè)端與金屬棒的右側(cè)位置相對(duì)，檢測(cè)金屬棒右邊方向的長(zhǎng)度微小變化。從而檢測(cè)金屬棒左右兩邊方向的長(zhǎng)度變化，左右兩個(gè)方向之和就是金屬棒的長(zhǎng)度變化總量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種雙路激光干涉精確測(cè)量金屬棒熱膨脹系數(shù)的裝置。

背景技術(shù)

金屬熱膨脹系數(shù)是金屬的重要物理特性之一，其應(yīng)用范圍極廣，現(xiàn)有的測(cè)量方法主要是利用光杠桿法測(cè)量不同溫度時(shí)的金屬棒的長(zhǎng)度，利用長(zhǎng)度差除以溫度差再除以金屬棒的總長(zhǎng)來(lái)計(jì)算金屬棒的熱膨脹系數(shù)，這種測(cè)量方法與激光干涉法相比，其測(cè)量精度至少低一個(gè)數(shù)量級(jí)以上。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種雙路激光干涉精確測(cè)量金屬棒熱膨脹系數(shù)的裝置，以解決上述問(wèn)題的至少一個(gè)方面。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種雙路激光干涉精確測(cè)量金屬棒熱膨脹系數(shù)的裝置，包括激光干涉測(cè)微小變化裝置、內(nèi)置被測(cè)金屬棒的加熱恒溫箱和MCU總控制器，所述被測(cè)金屬棒兩端具有光反射端面；所述激光干涉測(cè)微小變化裝置設(shè)有激光干涉測(cè)微小變化第一模塊和激光干涉測(cè)微小變化第二模塊，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊設(shè)在恒溫箱的左側(cè)端，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊的檢測(cè)端與金屬棒的左側(cè)位置相對(duì)，檢測(cè)金屬棒左邊方向的長(zhǎng)度微小變化；激光干涉測(cè)微小變化第二模塊設(shè)在恒溫箱的右側(cè)端，激光干涉測(cè)微小變化第二模塊的檢測(cè)端與金屬棒的右側(cè)位置相對(duì)，檢測(cè)金屬棒右邊方向的長(zhǎng)度微小變化；所述激光干涉測(cè)微小變化第一模塊和激光干涉測(cè)微小變化第二模塊與MCU總控制器為電學(xué)連接。

由此，激光干涉測(cè)微小變化裝置的條紋識(shí)別攝像頭通過(guò)識(shí)別條紋的變化數(shù)量，MCU總控制器控制，乘以激光波長(zhǎng)的一半，從而檢測(cè)金屬棒左右兩邊方向的長(zhǎng)度變化，左右兩個(gè)方向之和就是金屬棒的長(zhǎng)度變化總量。

進(jìn)一步，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊包括激光器、表面全反射鏡、擴(kuò)束鏡、條紋成像板、條紋識(shí)別攝像頭、半反射鏡；所述激光器設(shè)置在半反射鏡的左側(cè)，半反射鏡的右側(cè)與金屬棒的左側(cè)位置相對(duì)；半反射鏡呈45度角設(shè)置，其上端設(shè)置表面全反射鏡，下端設(shè)置擴(kuò)束鏡，所述條紋成像板與擴(kuò)束鏡相對(duì)設(shè)置；所述條紋識(shí)別攝像頭設(shè)在條紋成像板一側(cè)，識(shí)別條紋成像板上的光學(xué)條紋。

進(jìn)一步，激光干涉測(cè)微小變化第二模塊包括激光器、表面全反射鏡、擴(kuò)束鏡、條紋成像板、條紋識(shí)別攝像頭、半反射鏡；所述激光器設(shè)置在半反射鏡的右側(cè)，半反射鏡的左側(cè)與金屬棒的右側(cè)位置相對(duì)；半反射鏡呈45度角設(shè)置，其上端設(shè)置表面全反射鏡，下端設(shè)置擴(kuò)束鏡，所述條紋成像板與擴(kuò)束鏡相對(duì)設(shè)置；所述條紋識(shí)別攝像頭設(shè)在條紋成像板一側(cè)，識(shí)別條紋成像板上的光學(xué)條紋。

進(jìn)一步，激光干涉測(cè)微小變化第一模塊工作時(shí)，激光器發(fā)出激光，激光經(jīng)過(guò)半反射鏡，被分出A、B兩束激光，A束激光被反射到表面全反射鏡，經(jīng)過(guò)表面全反射鏡進(jìn)行全反射，A束激光再穿過(guò)半反射鏡到擴(kuò)束鏡；半反射鏡將B束激光反射至金屬棒的左端面，金屬棒的左端面將B束激光再反射至半反射鏡，經(jīng)過(guò)半反射鏡反射至擴(kuò)束鏡；A、B束激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡匯聚，并投放到條紋成像板上，條紋識(shí)別攝像頭識(shí)別條紋成像板上的光學(xué)條紋，將信息傳送到MCU總控制器進(jìn)行分析和處理。

進(jìn)一步，激光干涉測(cè)微小變化第二模塊工作時(shí)，激光器發(fā)出激光，激光經(jīng)過(guò)半反射鏡，被分出A、B兩束激光，A束激光被反射到表面全反射鏡，經(jīng)過(guò)表面全反射鏡進(jìn)行全反射，A束激光再穿過(guò)半反射鏡到擴(kuò)束鏡；半反射鏡將B束激光反射至金屬棒的右端面，金屬棒的左端面將B束激光再反射至半反射鏡，經(jīng)過(guò)半反射鏡反射至擴(kuò)束鏡；A、B束激光經(jīng)過(guò)擴(kuò)束鏡匯聚，并投放到條紋成像板上，條紋識(shí)別攝像頭識(shí)別條紋成像板上的光學(xué)條紋，將信息傳送到MCU總控制器進(jìn)行分析和處理。