[发明专利]用于材料面内变形、应变场测量的激光干涉仪及使用方法

摘要

一种用于材料面内变形、应变场测量的激光干涉仪及使用方法，滑台组由一个长行程滑台和两个短行程滑台组成，长行程滑台固定在安装面板上，两个短行程滑台相互垂直，所述安装面板为一个T字型面板，用于安装滑台组、支撑圆管、角度指针以及干涉仪底座；两个支撑圆管分别位于滑台组两侧且与滑台组距离相等；所述光纤准直器输入端与光纤连接，在输出端获得光束直径50mm的准直平行光；所述镜筒夹固定于支撑管的端部，用于安装光纤准直器；所述干涉仪底座用于调整和固定干涉仪的空间位置，干涉仪底座与安装面板通过螺栓连接；所述支撑圆管的一端连接面板和角度指针，支撑圆管的另一端连接镜筒夹；所述工业CCD相机通过连接板固定在滑台组的短行程滑台上。

主权项

1.一种用于材料面内变形、应变场测量的激光干涉仪的使用方法，其特征在于，步骤一：将光纤准直器与光纤连接，将工业CCD相机与带有图像采集和分析软件的计算机连接，开启激光器电源和计算机电源；步骤二：旋转两个支撑圆管，将两个光纤准直器的角度调至与被测材料表面法向夹角相同的角度，固定角度指针，拧紧支撑圆管锁紧螺栓，进而固定光纤准直器的空间角度；步骤三：调整安装面板高度方面的位置，使两束激光光斑重合于被测材料表面，然后固定安装面板；步骤四：两个镜筒夹一个锁紧另一个松开，旋转光纤准直器，直至两个光纤准直器发出的激光束偏振方向一至，锁紧镜筒夹；步骤五：调整滑台组的长行程滑台，使工业CCD相机镜头焦平面至被测材料表面，再调整滑台组的两个短行程滑台，将工业CCD相机视野调整至被测位置处；步骤六：调整工业CCD相机镜头的光圈、放大倍数、焦距的参数，以及相机的增益、曝光时间的参数，分别采集材料受载变形前后的散斑图像，并将其输入至计算机中，利用计算机图像分析处理技术，由两个散斑图像提取材料的面内变形和应变场信息；方法中使用的一种用于材料面内变形、应变场测量的激光干涉仪，包括：滑台组(1)、安装面板(2)、两个光纤准直器(3)、两个镜筒夹(4)、干涉仪底座(5)、两个支撑圆管(6)、两个角度指针(7)和工业CCD相机(8)，所述滑台组(1)由一个长行程滑台和两个短行程滑台组成，长行程滑台固定在安装面板(2)上，用于调节光学相机z方向位置；两个短行程滑台相互垂直，位于xoy平面内，分别用于调节光学相机x方向和y方向的位置；所述安装面板(2)为一个T字型面板，用于安装滑台组(1)、支撑圆管(6)、角度指针(7)以及干涉仪底座(4)；滑台组(1)中的长行程滑台固定在安装面板(2)的y轴上，两个支撑圆管(6)通过锁紧螺母固定于安装面板(2)的x轴上，两个支撑圆管(6)分别位于滑台组(1)两侧且与滑台组(1)距离相等；所述光纤准直器(3)输入端与光纤连接，用于将光纤输出的发散光聚焦，在输出端获得光束直径50mm的准直平行光；所述镜筒夹(4)固定于支撑管(6)的端部，用于安装光纤准直器(3)；所述干涉仪底座(5)用于调整和固定干涉仪的空间位置，干涉仪底座(4)与安装面板(2)通过螺栓连接；所述支撑圆管(6)的一端连接面板(2)和角度指针(7)，支撑圆管(6)的另一端连接镜筒夹(4)；所述工业CCD相机(8)通过连接板固定在滑台组(1)的短行程滑台上；所述安装面板(2)由8mm厚的铝合金面板制成；镜筒夹的锁紧螺栓处于松开状态时，光纤准直器(3)沿轴线方向平移或转动；两个支撑圆管(6)长度相同；所述角度指针(7)固定在支撑圆管(6)上，其指向方向与光纤准直器(3)的轴线方向一致；角度指针(7)、镜筒夹(4)以及光纤准直器(3)随支撑管(6)一起转动；所述角度指针(7)所指向的角度即为光纤准直器(3)与相机轴线的夹角角度；所述工业CCD相机(8)的空间位置依靠滑台组(1)来调节；在安装面板(2)上面有30°、45°和60°三个角度的精确定位孔，通过螺栓将角度指针精确可靠地定位在这三个孔之一，从而精确控制全息测量过程中激光束的入射角度。