[發(fā)明專利]一種基于自準直儀的微小角度檢測裝置及方法

有效

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• 申請日: 2020-01-16
• 公開（公告）號: CN111174733B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 裴行行;王華;張凱勝;王東;王海波
• 申請（專利權）人: 西安中科微星光電科技有限公司
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26;G01B11/27;G01B11/16
• 代理公司: 深圳市科進知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本發(fā)明公開了一種基于自準直儀的微小角度檢測裝置，包括：光源組件、與所述光源組件連接自準直儀、與所述自準直儀對應的反射鏡、設置在所述自準直儀內(nèi)部的探測器、設置在所述自準直儀上的楔形鏡組件、以及與所述自準直儀連接的計算機控制系統(tǒng)；其中，所述光源組件用于點亮準直儀分劃板并提供測試光束；所述楔形組件包括楔形鏡和連接件，所述楔形鏡通過連接件安裝在自準直儀上；所述探測器用于檢測光束焦點的偏移距離；所述計算機控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集并計算。本發(fā)明主要采用楔形鏡的偏光性能，用半口徑的方式使自準直儀的出光分成兩束角度不同的平行光，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，精準度高。

技術領域

本發(fā)明涉及光學檢測領域，具體地涉及一種基于自準直儀的微小角度檢測裝置及方法。

背景技術

人類在很久以前就對微變形測量技術進行了研究和探索，特別是在18世紀，人類開始對微變形進行大量的研究，Muss-chenbrock采用齒輪機構(gòu)的方法，通過對水平放置的大約15cm的試件進行放大，對由幾支蠟燭加熱產(chǎn)生的微小膨脹量進行了測量，實現(xiàn)了材料熱膨脹的最早測量。1805年，Lavosier和Laplace為了對Muss-chenbrock的測量裝置進行變形測量，采用了光學杠桿放大技術，與之前測量技術來比，提高了測量精度。1927年，Becker通過不斷地對X射線技術進行研究，最終將其應用于晶體材料的熱膨脹率測量。通過測量技術的不斷發(fā)展，高靈敏度測量技術應運而生，例如在1960年，在低溫條件下，White采用高靈敏度電容技術對試件熱膨脹量進行了測量。在20世紀60年代，激光技術得到了較快的發(fā)展，同時也帶動了微變形測量技術有了快速的發(fā)展，特別是在測試靈敏度方面可達到10^-9量級。計算機技術的飛速發(fā)展，也使得微變形監(jiān)測技術朝著自動化程度高和測試速度快的方向發(fā)展。

近年來隨著精密制造、精密安裝和檢測技術的不斷改進，微變形監(jiān)測逐步發(fā)展成為一種精密的測量技術，主要針對航天器或者工業(yè)產(chǎn)品的微小變形進行長期不間斷的連續(xù)觀測，通過監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理，分析其變形規(guī)律和變形趨勢，并在反演其設計參數(shù)、保證物體安全性及模擬特殊環(huán)境等方面具有重要意義。

航天器的出現(xiàn)極大地擴展了人類的探索活動范圍，從地球深海到廣闊無垠的宇宙空間，使得人類認識自然和改造自然的能力有了很大的提升，同時對社會經(jīng)濟和社會生活產(chǎn)生了重大影響。對航天器進行微變形監(jiān)測，需要實時獲取幾何參數(shù)的變化量，為保障航天器的正常運行以及獲取變形系數(shù)提供數(shù)據(jù)支持，檢查航天器整星的穩(wěn)定性，分析和評價航天器的安全狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)問題和采取應對措施，避免我國在航空航天領域的損失；能夠反演設計參數(shù)，使得我們更好地理解變形的機理，從此改進設計工藝，促進航天器的發(fā)展；另外，航天器的發(fā)展程度代表著一個國家的綜合實力和技術水平，同時也帶動了包括天文學、地球科學、生命科學、信息科學以及能源技術、生物技術、新材料新工業(yè)等的研究和發(fā)展。

目前多目標的自準直儀在進行微小角度檢測時，由于自準直儀自身分辨率的限制，無法對兩個角度偏差很小的面進行角度檢測。

為了解決多目標自準直儀檢測微小角度時的成像重疊問題，本發(fā)明提供了一種基于多目標自準直儀加楔角片進行光路分束的微小角度檢測方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是解決至少上述問題和/或缺陷，并提供至少后面將說明的優(yōu)點。

本發(fā)明提供一種基于自準直儀加楔角片進行光路分束的微小角度檢測裝置及方法，可對光學加工及檢測領域內(nèi)的微小角度及微小形變進行實時監(jiān)測，其具有較高的通用性和簡易性。

為了實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的這些目的和其他優(yōu)點，提供了一種基于自準直儀的微小角度檢測裝置，包括：光源組件、與所述光源組件連接自準直儀、與所述自準直儀對應的反射鏡、設置在所述自準直儀內(nèi)部的探測器、設置在所述自準直儀上的楔形鏡組件、以及與所述自準直儀連接的計算機控制系統(tǒng)；其中，所述光源組件用于點亮準直儀分劃板并提供測試光束；所述楔形組件包括楔形鏡和連接件，所述楔形鏡通過連接件安裝在自準直儀上；所述探測器用于檢測光束焦點的偏移距離；所述計算機控制系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集并計算。