[實用新型]邁克爾遜干涉儀測量氣體密度分布的裝置

有效

• 申請號: 202020452940.5
• 申請日: 2020-04-01
• 公開（公告）號: CN211877765U
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 叢曉燕;劉海濤;韓岳
• 申請（專利權）人: 叢曉燕
• 主分類號: G01N21/45
• 分類號: G01N21/45
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛

本實用新型屬于物理參數測量裝置，具體為一種邁克爾遜干涉儀測量氣體密度分布的裝置。本裝置包括：單色平行光源、半反半透鏡、兩塊平面反射鏡、圖像采集模塊、圖像處理模塊；單色平行光源發射單色平行光；半反半透鏡將一束單色平行光分成兩束光強相等且成90°的單色平行光；兩塊平面反射鏡用于反射單色平行光，兩塊平面反射鏡與半反半透鏡間的距離相等；半反半透鏡與一塊平面反射鏡間設為檢測區間；圖像采集模塊拍攝記錄兩束單色平行光疊加所形成的干涉條紋；圖像處理模塊對干涉條紋進行處理，并繪制出密度不均勻氣體的等密度線。本實用新型利用了光學原理，能夠在不干涉氣體密度分布的前提下進行無損檢測。

技術領域

本實用新型屬于物理測量技術領域，具體涉及一種邁克爾遜干涉儀測量氣體密度分布的裝置。

背景技術

作為一種傳統的分振幅法的干涉儀，邁克爾遜干涉儀利用光的干涉原理，可用來測量微小位移、光的波長、透明介質或者氣體的折射率、薄膜的厚度等。在均勻介質中，使邁克爾遜干涉儀兩側光路的反射鏡略微偏離相互垂直的方向，能夠形成等厚干涉條紋。若一側光路中的介質密度不均勻，則會使光程差產生空間上的不均勻分布，從而導致等厚干涉條紋發生扭曲，該現象可用于無損探測氣體的密度分布。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種邁克爾遜干涉儀測量氣體密度分布的裝置。

本實用新型提供的邁克爾遜干涉儀測量氣體密度分布的裝置，包括：單色平行光源、半反半透鏡、兩塊平面反射鏡、圖像采集模塊、圖像處理模塊；其中：

所述單色平行光源，用于發射單色平行光；

所述半反半透鏡，用于將光源發射的一束單色平行光分成兩束光強相等且成90°的單色平行光；

所述兩塊平面反射鏡，分設在半反半透鏡分成兩束光單色平行光的光路上，分別用于反射兩束單色平行光，兩塊平面反射鏡與半反半透鏡間的距離相等；其中一塊平面反射鏡與半反半透鏡之間設置為檢測區間；兩塊平面反射鏡反射回來的兩束光（其中一束光經過檢測區間），經過半反半透鏡透射及反射，進入圖像采集模塊；

所述圖像采集模塊，用于拍攝記錄兩束單色平行光疊加所形成的干涉條紋；

所述圖像處理模塊，用于疊加比對單色平行光分別穿過密度均勻氣體與密度不均勻氣體后所形成的干涉條紋，并繪制出密度不均勻氣體的等密度線。

本實用新型進行測量時，單色平行光源發射的單色平行光經過半反半透鏡被分成呈90°夾角的兩束光強相等的單色平行光，兩塊平面反射鏡與半反半透鏡的距離相等，夾角接近90°，使兩束單色平行光分別被各自對應的平面反射鏡反射后，再次經半反半透鏡的透射及反射于圖像采集模塊的探測面上形成干涉條紋，并被圖像采集模塊所拍攝。

本實用新型進行測量時，首先，使一塊平面反射鏡與半反半透鏡的檢測區間內光束通過的氣體為密度均勻氣體，由圖像采集模塊拍攝此狀態下的等厚干涉條紋；然后，使同一檢測區間內的光束通過的氣體為密度不均勻氣體，再由圖像采集模塊拍攝因氣體密度不均勻而產生彎曲的干涉條紋；最后，由圖像處理模塊對上述兩張干涉條紋進行如下處理：將兩張干涉條紋的圖樣疊加，并逐像素對灰度進行差值處理，而后以灰度差為基準，重新繪制疊加后的圖像，該圖像所顯示的條紋線即可看作是等密度線，等密度線之間氣體的密度差可結合單色平行光的波長及光束所通過密度不均勻氣體區間的寬度計算得出。

和現有技術相比，本實用新型的有益效果在于：利用了光學原理，能夠在不干涉氣體密度分布的前提下進行無損檢測。

附圖說明

圖1是本實用新型的外觀構造圖。

圖中標號：1為單色平行光源，2為半反半透鏡，3、4為平面反射鏡，5為圖像采集模塊，6為圖像處理模塊，7為檢測區間。

具體實施方式