[发明专利]积木式光弹仪

说明书

技术领域

本发明涉及光弹仪，具体涉及一种集V型反射式测量、直角反射式测量和透射式测量功能中的两种或三种功能于一体的积木式光弹仪。

背景技术

光弹性技术是现场结构应力测试的重要手段之一，其具体测量结构可分为透射式测量结构和反射式测量结构，与之相对应地有透射式光弹仪和反射式光弹仪。

透射式光弹仪(见图1)在运行时，光源0、起偏镜1、1/4波片2和6、检偏镜7、被测对象3、滤光片4、补偿器5和摄像机8布置在一直线上，通过起偏镜1形成的偏振光穿过各部件到达摄像机8，摄像机8获得干涉条纹图像，对该干涉条纹图像加以分析后可获取被测对象上的应力变化。通常，所测对象为一结构模型，所述结构模型被安装在加载框上，并通过该加载框上的应力加载机构和测力传感器对该结构模型作用一定大小的力。

反射式光弹仪根据其测量光路为V型光路还是直角型光路，而分为V型反射式光弹仪(见图2)和直角反射式光弹仪(图3)，相对应地具有V型反射式测量结构和直角反射式测量结构。它们都是通过在实际结构件表面10粘接可以反射的光贴片9材料，利用反射光路来测量不透明结构表面应变场分布的方法。V型反射式光弹仪在运行时，起偏镜1和检偏镜7与被被测对象9构成V型光路。直角反射式光弹仪还包括一个半反射镜11，在测量过程中，入射光经过半反射镜11反射后基本垂直于构件表面10入射，并沿法向返回，接着穿过半反射镜11、检偏镜7等后进入摄像机8。

在实际测量过程中，根据被测对象和测试要求的不同，要分别用到透射式光弹仪、V型反射式光弹仪和直角反射式光弹仪。

因此，对于测试机构而言，要分别购置三种测量仪器来满足实际 的测量要求，其测量成本非常高。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种积木式光弹仪，包括一个光源、一个由一个起偏镜和一个1/4玻片组成的起偏镜组、一个由一个检偏镜和一个1/4玻片组成的检偏镜组、以及一个摄像机，其中，还包括：

两个分别驱动起偏镜组和检偏镜组，使起偏镜组和检偏镜组进行独立地旋转和同步地旋转的微型步进电机；以及

一个支撑基板，其用于将所述光源、起偏镜组、检偏镜组以及摄像机可拆卸地固定在其上，以依次组成V型反射式测量结构和透射式测量结构。

在一个优选实施方案中，本发明的积木式光弹仪还包括一个半反射镜，其用于可拆卸地固定在支撑基板上，以与光源、起偏镜组、检偏镜组以及摄像机组成直角反射式测量结构。

该光弹仪经过简单的积木式的组装变换，可以实现V型反射式光弹仪、直角反射式光弹仪以及透射式光弹仪测量功能。通过这种灵活的组装方式，一些元器件得以重复利用，从而大大降低了测量成本。采用微型步进电机，也使整个光弹仪更易于携带，并且也使测量精度提高。

附图说明

现在结合附图，以具体实施例的方式对本发明的积木式光弹仪给予进一步说明。但这些实施例对于本申请的保护范围并无限制，本申请的保护范围由权利要求书限定。

由于光弹测量技术已为本领域普通技术人员所熟知，为此，对公知部分将作简要描述。

图1是透射式光弹仪的简化光路图；

图2是V型反射式光弹仪的简化光路图；

图3是直角反射式光弹仪的简化光路图；

图4是根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪在组装为V型反射式测量结构时的立体图；

图5是根据本发明一个实施方案的微型步进电机的布置图；

图6示出了根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪在组成透射式测量结构时，所相关的透射支架及其上的安装部件的立体图；

图7示出了根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪在组成直角反射式测量结构时的立体图；

图8是根据本发明一个实施方案的支撑基板的立体图；

图9示出了根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪在组成V型反射式测量结构时，所需调整的角度A；

图10是根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪中的光源部分及散热结构；

图11是根据本发明一个实施方案的积木式光弹仪中的带有数显游标卡尺结构的补偿器部分。

具体实施方案

本发明的积木式光弹仪包括一个光源、一个由一个起偏镜和一个1/4玻片组成的起偏镜组、一个由一个检偏镜和一个1/4玻片组成的检偏镜组、以及一个摄像机，其中，还包括：

两个分别驱动起偏镜组和检偏镜组，使起偏镜组和检偏镜组进行独立地旋转和同步地旋转的微型步进电机；以及