[发明专利]超大尺度光学平台受激振幅一致性检测装置与检测方法

说明书

技术领域

本发明属于光学测量技术领域，具体涉及一种超大尺度光学平台受激振幅一致性检测装置。

背景技术

实验仪器和生产加工精度的不断提高，对工作环境的要求也越来越高，光学平台是提供这一条件的基础性设施之一。近年来超大尺度光学平台的需求和使用日益广泛，但由于其尺寸超大，在运输和安装过程中极易发生形变，特别是在使用过程中由于地基的不均匀下沉等原因，使得超大尺度光学平台不同部位受力不均，从而改变了台面振动性能的一致性，给科学实验和生产工艺的稳定性产生了显著影响。

定期检测光学平台台面在同一振动的激励下，距离振源相等部位振幅的一致性，是了解光学平台振动性能一致性的有效方法。目前检测光学平台的振动性能，一般采用振动频谱分析仪进行多点测量，但这种仪器造价高、操作复杂且一般实验室和生产单位并不具备，因此研究一种结构简单、操作方便、显示直观的测量装置，实现对超大尺度光学平台振动特性一致性的检测，具有重要的技术经济意义。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题在于克服上述振动频谱分析仪用于检测光学平台振动特性的不足，提供一种结构简单、操作方便、生产成本低、测量结果直观的超大尺度光学平台受激振幅一致性检测装置。

本发明所要解决的另一个技术问题在于提供一种使用超大尺度光学平台受激振幅一致性检测装置的检测方法。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：在光学平台中心线左端的支架上设置有激光器，激光器上设置有通过导线与计算机相连的CCD摄像头，光学平台中心线前后两侧对称地设置前水槽和后水槽，支架上激光器的右侧沿光学平台中心线的光出射方向上设置有分束镜，支架上分束镜的透射光方向设置有分束反射镜，分束镜的反射光方向光学平台上设置有左前反射镜，分束反射镜的反射光方向光学平台上设置有与左前反射镜以光学平台中心线为对称的左后反射镜，前水槽的左侧壁中心线上端左前反射镜的反射光方向上设置有光阑，后水槽的左侧壁中心线上端左后反射镜的反射光方向上设置有光阑，前水槽内水面反射光方向光学平台上设置右前反射镜，后水槽内水面反射光方向光学平台上设置右后反射镜，右后反射镜与右前反射镜以光学平台中心线为对称，右前反射镜和右后反射镜的反射光方向的光学平台中心线右端设置有显示屏。

本发明的前水槽和后水槽为结构相同的两个长方形水槽。

本发明的前水槽和后水槽内的水位高度相同。

上述的超大尺度光学平台受激振幅一致性检测装置的检测方法由下述步骤组成：

1、在前水槽、后水槽内分别注入蒸馏水，前水槽和后水槽内蒸馏水的水位高相同。

2、分别调整左前反射镜和左后反射镜的角度至左前反射镜和左后反射镜的反射光束通过光阑，分别与前水槽、后水槽与光学平台长度方向的侧壁平行，使左前反射镜的反射激光束在前水槽水面上的入射点位于前水槽对角线相交的中心位置、反射激光束与前水槽内水面的入射角为88.5°，使左后反射镜的反射激光束在后水槽水面上的入射点位于前水槽对角线相交的中心位置、反射激光束与后水槽内水面的入射角为88.5°。

3、在前水槽和后水槽右侧光学平台的中心线上，用质量为350g的带圆锥体橡胶头的重锤，由5cm高处自由落下单击台面，前水槽和后水槽底部光学平台的振动在前水槽和后水槽内水的表面形成水面波，水面波对入射激光束产生调制反射，经前水槽水面波调制反射到右前反射镜、由右前反射镜反射到显示屏上，在显示屏上呈现出干涉条纹，经后水槽水面波调制反射到右后反射镜、由右后反射镜反射到显示屏上，在显示屏上呈现出干涉条纹。

用CCD摄像头连续采集显示屏上的干涉条纹，并转换成数字信号输出到计算机，选择连续采集的两列干涉条纹中各自条纹个数最多一列干涉条纹，并分别对选择的干涉条纹个数计数，按下式计算光学平台上前水槽和后水槽所处位置的受激振动振幅：

A₀＝0.944(N-1)-7.5

式中A₀为光学平台上前水槽或后水槽所处位置受激振动振幅，单位为μm；N为前水槽或后水槽内水的表面波对入射激光束产生调制反射，在显示屏上呈现的条纹个数最多的一列干涉条纹的个数。检测前水槽和后水槽所处位置光学平台的受激振动振幅，比较受激振动振幅的大小；改变前水槽和后水槽在光学平台中心线两侧的位置，对超大尺度光学平台台面中心线两侧不同对称位置受激振动振幅一致性进行检测，比较不同对称位置受激振动振幅大小的差异，判断受激振动振幅是否一致。