[發明專利]一種用于空氣折射率實時測量的真空腔

在審

• 申請號: 201711381942.9
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108318419A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 劉曉旭;張鐵犁;靳碩;張修建;王兵;高翌春;張鵬程
• 申請（專利權）人: 北京航天計量測試技術研究所;中國運載火箭技術研究院
• 主分類號: G01N21/01
• 分類號: G01N21/01;G01N21/45
• 代理公司: 核工業專利中心 11007
• 代理人: 呂巖甲

本發明涉及一種用于空氣折射率實時測量的真空腔。外界驅動電機與電機驅動桿連接，驅動滑動光桿后固定塊、光桿、滑動光桿前固定塊、激光入射孔定位件運動，并在光桿、滑塊的結構形式下進行直線運動；在直線運動中，由于中間固定塊與后鏡片安裝座為固定結構，當電機驅動桿前后移動時，滑動光桿前固定塊同時向前后端移動，使得前波紋管長度伸長或縮短，其腔長隨之伸長或縮短；同時，滑動光桿后固定塊前后移動時，使得后波紋管長度伸長或縮短，其腔長隨之伸長或縮短，從而改變前鏡片與后鏡片之間真空腔的長度，為折射率干涉儀法提供穩定的可變腔長真空腔。本發明能夠實現空氣折射率的實時快速測量，提高測量儀器的精度。

技術領域

本發明涉及一種用于空氣折射率實時測量的真空腔，采用可變腔長結構，能夠實現空氣折射率的實時快速測量，進行對精密制造現場各類激光測量儀器進行空氣折射率的誤差補償，提高測量儀器的精度。

背景技術

隨著精密制造的塊速發展，各類激光測量儀器被廣泛應用，如激光干涉儀、全站儀、測距儀等，在航天、航空、船舶等高尖端行業中扮演越來越重要的作用；然而，上述激光測量儀器在現場測量過程中，其測量精度會受到光照、溫度、濕度等環境因素影響，上述環境因素直接體現在空氣折射率上，它會直接改變激光在空氣中傳輸時的波長，進而影響激光測量儀器的精度。因此，準確的測量空氣折射率，并對精密激光測量儀器進行補償，能夠有效的提高精密制造水平。

目前，空氣折射率測量主要采用埃德林(Edlen)公式、折射率干涉儀兩種方法。埃德林(Edlen)公式是一種經驗公式，是將空氣折射率與空氣溫度、空氣壓力、空氣濕度和CO₂含量之間建立起明確的函數關系，通過相應的傳感器測出上述環境值，來計算出空氣折射率，但該方法受各類傳感器誤差影響，且計算的只是現場平均空氣折射率，限制了該方法在高精度激光測量場所的實際應用。折射率干涉儀法是利用測量激光在真空以及空氣中傳輸過程中的光程差來求得空氣折射率，利用了固定腔長的真空腔來測量空氣折射率，比較適用于靜態測量，不適用于動態監測，因此無法現場實時測量。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于空氣折射率實時測量的真空腔，通過波紋管特有的可伸縮結構，并采用光桿滑塊運動機構實現波紋管的直線伸縮運動，利用電機驅動光桿滑塊運動來最終改變真空腔的腔長，并采用兩個波紋管形成前后兩個互相連通的真空腔，該方式能夠減小電機驅動力，提高真空腔運動的平穩性，實現空氣折射率的現場實時高精度測量。

為達到上述目的，本發明所采取的技術方案為：

一種用于空氣折射率實時測量的真空腔，包括激光入射孔定位件、滑動光桿前固定塊、光桿、前波紋管、中間固定塊、后鏡片安裝座、后波紋管、導向桿、限位塊、電機驅動桿、滑動光桿后固定塊、底座、中間固定塊墊塊、滑塊、前鏡片壓板、前鏡片、中鏡片、后鏡片和中鏡片壓環；

中間固定塊通過中間固定塊墊塊安裝在底座上，中鏡片、中鏡片壓環、后鏡片以及后鏡片安裝座依次安裝在中間固定塊上并用密封條密封，中間固定塊底部、中鏡片壓環、底座、中間固定塊墊塊均加工有通孔，且其通孔相通連接到外界大氣中，中鏡片與后鏡片之間充滿空氣；后鏡片安裝座側面與真空泵相連；中間固定塊一側與真空泵相連，前波紋管與中間固定塊以及前鏡片壓板焊接在一起；前波紋管與后波紋管互相連通；后波紋管與后鏡片安裝座以及滑動光桿后固定塊焊接在一起；三根光桿穿過中間固定塊上的三個通孔，分別與滑動光桿前固定塊、滑動光桿后固定塊螺紋連接；位于底部的一根光桿靠近前鏡片一側與滑塊連接，滑塊與底座連接；前鏡片通過前鏡片壓板與滑動光桿前固定塊相連并通過密封條密封；激光入射孔定位件與滑動光桿前固定塊連接；三根導向桿一端穿過滑動光桿后固定塊上的通孔與后鏡片安裝座螺紋連接，另一端與限位塊螺紋連接；電機驅動桿一端穿過限位塊上的通孔與滑動光桿后固定塊連接，另一端與外界驅動電機連接。