本發(fā)明專利技術提出一種多功能云紋干涉及制柵系統(tǒng)，屬于光測力學、變形檢測技術領域，該系統(tǒng)包括激光器、分光耦合器、干涉光路系統(tǒng)、圖像采集系統(tǒng)、加載及六維調節(jié)裝置以及帶有觀察窗的高溫爐。本發(fā)明專利技術通過更換不同角度的楔形反射鏡和場鏡，來實現(xiàn)常溫、高溫條件下對試件u、v兩個位移場的高精度實時測量和高質量光柵的制作，本發(fā)明專利技術具有結構緊湊、光路簡單、使用方便、多靈敏度、可制作單向光柵或正交光柵等優(yōu)點。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及光測力學、變形檢測
，具體涉及一種多功能云紋干涉及制柵系統(tǒng)。
技術介紹
云紋干涉法作為一種非接觸、全場的位移和應變測量方法，得到了廣泛的應用。相比云紋法，云紋干涉法具有靈敏度高、條紋反差好、分辨率高、適應性強、可實時觀測等優(yōu)點，尤其是近年來隨著細觀力學研究的深入和新材料的不斷發(fā)展，云紋干涉法已作為一種重要的試驗方法發(fā)揮著越來越重要的作用。云紋干涉儀是云紋干涉法的主要設施，自1970年云紋干涉法出現(xiàn)以來得到迅速發(fā)展，美國IBM公司推出了手提式工程云紋干涉儀，戴福隆研制了三維云紋干涉儀(中國專利技術專利申請?zhí)?00410000005. O)，張熹發(fā)展了二維云紋干涉儀(中國專利技術專利申請?zhí)?00510025444. I),陳巨兵開發(fā)了面內三方向云紋干涉儀(中國專利技術專利申請?zhí)?00510027941. 5)，然而這些云紋干涉儀都只具有常溫條件下的測量功能，而且需要依靠其他方法在試件表面制得光柵。近年來，云紋干涉儀向著集成化，多靈敏度發(fā)展，一些多功能的云紋干涉儀相繼研制成功。戴福隆研制了高溫云紋干涉變形測量系統(tǒng)(中國專利技術專利申請?zhí)?00810119805.2)和多靈敏度制柵云紋干涉儀(中國專利技術專利申請?zhí)?00910119932. 7)，其中，高溫云紋干涉變形測量系統(tǒng)能在高溫條件下測量材料的變形行為，多靈敏度制柵云紋干涉儀兼具制作光柵和測量材料變形行為的功能。然而，至今仍沒有一種云紋干涉系統(tǒng)能兼具測量常溫、高溫條件下材料變形行為和光柵制作的功能。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術旨在至少在一定程度上解決上述技術問題之一或至少提供一種有用的商業(yè)選擇。為此，本專利技術的目的在于提出一種具有集常溫、高溫條件下實時變形測量和光柵制作的多功能云紋干涉及制柵系統(tǒng)。根據(jù)本專利技術實施例的多功能云紋干涉及制柵系統(tǒng)包括激光器I、分光耦合器2、干涉光路系統(tǒng)3、圖像采集系統(tǒng)4、加載及六維調節(jié)裝置5和帶有觀察窗的高溫爐36，其特征在于所述的干涉光路系統(tǒng)3中含有制作24001 ine/_的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路、制作24001ine/_的v場光柵和測量常溫條件下的v場位移的光路、制作12001ine/mm的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路、制作12001ine/_的v場光柵和測量高溫條件下的V場位移的光路，其中，所述制作24001ine/_的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路依次通過分光耦合器2中的開關控制器6、第一光纖耦合器7后，經第一光纖分光器9分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)3，一束依次經過u場第一反射鏡11、u場第一準直透鏡13、u場第一楔形反射鏡15后入射到常溫試件28表面,另一束依次經過u場第二反射鏡12、u場第二準直透鏡14、u場第二楔形反射鏡16后入射到常溫試件28表面；所述制作24001ine/mm的v場光柵和測量常溫條件下的v場位移的光路依次通過分光稱合器2中的開關控制器6、第二光纖稱合器8后,經第二光纖分光器10分光,分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)3，一束依次經過V場第一反射鏡19、V場第一準直透鏡21、V場第一楔形反射鏡23后入射到常溫試件28表面，另一束依次經過V場第二反射鏡20、v場第二準直透鏡22、v場第二楔形反射鏡24后入射到常溫試件28表面；所述制作12001ine/mm的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路依次通過分光耦合器2中的開關控制器6、第一光纖稱合器7后，經第一光纖分光器9分光,分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)3, —束依次經過u場第一反射鏡11、u場第一準直透鏡13、u場高溫第一楔形反射鏡30后入射到高溫試件35表面，另一束依次經過u場第二反射鏡12、u場第二準直透鏡14、u場高溫第二楔形反射鏡31后入射到高溫試件35表面，其中測量高溫條件下的u場位移的光路要通過帶有觀察窗的高溫爐36 ;所述制作12001ine/mm的v場光柵和測量高溫條件下的v場位移的光路依次通過分光稱合器2中的開關控制器6、第二光纖稱合器8后,經第二光纖分光器10分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)3，一束依次經過V場第一反射鏡19、V場第一準直透鏡21、v場高溫第一楔形反射鏡32后入射到高溫試件35表面，另一束依次經過V場第二反射鏡20、V場第二準直透鏡22、V場高溫第二楔形反射鏡33后入射到高溫試件35表面，其中測量高溫條件下的V場位移的光路要通過帶有觀察窗的高溫爐36 ;所述制作24001ine/_的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路、制作24001ine/_的v場光柵和測量常溫條件下的V場位移的光路在常溫試件28表面發(fā)生干涉形成干涉圖像，經常溫場鏡27被圖像采集系統(tǒng)4采集。制作12001ine/_的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路、制作12001 ine/mm的v場光柵和測量高溫條件下的v場位移的光路在高溫試件35表面發(fā)生干涉形成干涉圖像，經高溫場鏡29被圖像采集系統(tǒng)4采集。在本專利技術的一個實施例中，所述分光耦合器2中的開關控制器6、第一光纖耦合器7、第二光纖耦合器8被封裝在暗盒中。在本專利技術的一個實施例中，所述的干涉光路系統(tǒng)3中的u場第一反射鏡Il、u場第二反射鏡12、u場第一準直透鏡13、u場第二準直透鏡14、u場第一楔形反射鏡15、u場第二楔形反射鏡16、u場第一調整座17、u場第二調整座18、u場高溫第一楔形反射鏡30、u場高溫第二楔形反射鏡31布置在yz平面內，V場第一反射鏡19、V場第二反射鏡20、v場第一準直透鏡21、V場第二準直透鏡22、V場第一楔形反射鏡23后、V場第二楔形反射鏡24、V場第一調整座25、V場第二調整座26、V場高溫第一楔形反射鏡32后、v場高溫第二楔形反射鏡33布置在xy平面內，常溫場鏡27、高溫場鏡29布置在xz平面內，上述部件被封裝在暗箱中。在本專利技術的一個實施例中，所述的u場第一楔形反射鏡15、u場第二楔形反射鏡16、v場第一楔形反射鏡23、v場第二楔形反射鏡24、u場高溫第一楔形反射鏡30、u場高溫第二楔形反射鏡31、V場高溫第一楔形反射鏡32、V場高溫第二楔形反射鏡33背面均帶有長方體卡塊，u場第一調整座17、u場第二調整座18、V場第一調整座25、V場第二調整座26具有與卡塊配合的卡槽，u場第一楔形反射鏡15、u場高溫第一楔形反射鏡30通過u場第一調整座I7更換，u場第二楔形反射鏡16、u場高溫第二楔形反射鏡31通過u場第二調整座18更換，V場第一楔形反射鏡23、v場高溫第一楔形反射鏡32通過V場第一調整座25更換，V場第二楔形反射鏡24、V場高溫第二楔形反射鏡33通過V場第二調整座26更換，調整座通過螺釘固定在箱壁上，調整座的角度均可通過旋鈕調節(jié)。在本專利技術的一個實施例中，u場第一反射鏡11、u場第二反射鏡12、u場第一準直透鏡13、u場第二準直透鏡14、u場第一楔形反射鏡15、u場第二楔形反射鏡16、u場第一調整座17、u場第二調整座18、u場高溫第一楔形反射鏡30、u場高溫第二楔形反射鏡31繞對稱軸L對稱分布,V場第一反射鏡19、V場第二反射鏡20、V場第一準直透鏡21、V場第二準直透鏡22、V場第一楔形反射鏡23后、V場第二楔形反射鏡24、v場第一調整座25、v場第二調整座26、v場高溫第一楔形反射鏡32后、V場高溫第二楔形反射本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
一種多功能云紋干涉及制柵系統(tǒng)，包括：激光器（1）、分光耦合器（2）、干涉光路系統(tǒng)（3）、圖像采集系統(tǒng)（4）、加載及六維調節(jié)裝置（5）和帶有觀察窗的高溫爐（36），其特征在于：所述的干涉光路系統(tǒng)（3）中含有制作2400line/mm的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路、制作2400line/mm的v場光柵和測量常溫條件下的v場位移的光路、制作1200line/mm的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路、制作1200line/mm的v場光柵和測量高溫條件下的v場位移的光路，其中，所述制作2400line/mm的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路依次通過分光耦合器（2）中的開關控制器（6）、第一光纖耦合器（7）后，經第一光纖分光器（9）分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)（3），一束依次經過u場第一反射鏡（11）、u場第一準直透鏡（13）、u場第一楔形反射鏡（15）后入射到常溫試件（28）表面，另一束依次經過u場第二反射鏡（12）、u場第二準直透鏡（14）、u場第二楔形反射鏡（16）后入射到常溫試件（28）表面；所述制作2400line/mm的v場光柵和測量常溫條件下的v場位移的光路依次通過分光耦合器（2）中的開關控制器（6）、第二光纖耦合器（8）后，經第二光纖分光器（10）分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)（3），一束依次經過v場第一反射鏡（19）、v場第一準直透鏡（21）、v場第一楔形反射鏡（23）后入射到常溫試件（28）表面，另一束依次經過v場第二反射鏡（20）、v場第二準直透鏡（22）、v場第二楔形反射鏡（24）后入射到常溫試件（28）表面；所述制作1200line/mm的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路依次通過分光耦合器（2）中的開關控制器（6）、第一光纖耦合器（7）后，經第一光纖分光器（9）分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)（3），一束依次經過u場第一反射鏡（11）、u場第一準直透鏡（13）、u場高溫第一楔形反射鏡（30）后入射到高溫試件（35）表面，另一束依次經過u場第二反射鏡（12）、u場第二準直透鏡（14）、u場高溫第二楔形反射鏡（31）后入射到高溫試件（35）表面，其中測量高溫條件下的u場位移的光路要通過帶有觀察窗的高溫爐（36）；所述制作1200line/mm的v場光柵和測量高溫條件下的v場位移的光路依次通過分光耦合器（2）中的開關控制器（6）、第二光纖耦合器（8）后，經第二光纖分光器（10）分光，分兩束分別進入干涉光路系統(tǒng)（3），一束依次經過v場第一反射鏡（19）、v場第一準直透鏡（21）、v場高溫第一楔形反射鏡（32）后入射到高溫試件（35）表面，另一束依次 經過v場第二反射鏡（20）、v場第二準直透鏡（22）、v場高溫第二楔形反射鏡（33）后入射到高溫試件（35）表面，其中測量高溫條件下的v場位移的光路要通過帶有觀察窗的高溫爐（36）；所述制作2400line/mm的u場光柵和測量常溫條件下的u場位移的光路、制作2400line/mm的v場光柵和測量常溫條件下的v場位移的光路在常溫試件（28）表面發(fā)生干涉形成干涉圖像，經常溫場鏡（27）被圖像采集系統(tǒng)（4）采集。制作1200line/mm的u場光柵和測量高溫條件下的u場位移的光路、制作1200line/mm的v場光柵和測量高溫條件下的v場位移的光路在高溫試件（35）表面發(fā)生干涉形成干涉圖像，經高溫場鏡（29）被圖像采集系統(tǒng)（4）采集。...
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：戴福隆，謝惠民，戴相錄，王懷喜，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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