[发明专利]一种金属材料线膨胀系数测量方法

权利要求书

1.一种金属材料线膨胀系数测量方法，该方法包括如下步骤：

(1).在常温下通过光栅刻制手段在待测金属表面刻划出若干条其角度与铅垂线锐角夹角为θ的光栅条纹；

(2).在常温T1下通过相机CCD拍摄采集由若干条光栅条纹组成的物光栅的数字图像；

(3).将拍摄采集的物光栅数字图像通过计算机软件将其镜像得到与物光栅相对铅垂线对称的参考光栅的数字图像；

(4).将金属加热至温度为T2下通过相机CCD拍摄采集由若干条光栅条纹组成的膨胀后的物光栅的数字图像；

 (5).将参考光栅与物光栅的数字图像相互叠加，得到莫尔条纹一；

(6).将参考光栅与膨胀后的物光栅的数字图像相互叠加，得到莫尔条纹二；

(7).将得到的莫尔条纹一和莫尔条纹二进行傅里叶变换、滤波处理，得到由莫尔条纹一形成的等差条纹一以及由莫尔条纹二形成的等差条纹二；

(8).对等差条纹一和等差条纹二通过极值法进行细化处理，得到由等差条纹一形成的细化后的等差条纹一和由等差条纹二形成的细化后的等差条纹二；

(9).将细化后的等差条纹一和细化后的等差条纹二通过最小二乘法分别计算出各自的等差条纹的斜率和倾角，以细化后的等差条纹一的条纹方向作为测量系统X轴方向，将细化后的等差条纹二和细化后的等差条纹一的倾角相减，得到相应温度变化引起的等差条纹倾角相对于测量系统X轴的该变量                                                及定标后的斜率；

(10).根据公式，即计算出温度为T2时的应变量；

(11).根据公式计算出材料的线膨胀系数。

2.根据权利要求1所述的金属材料线膨胀系数测量方法，其特征在于：以相同的温度变化量逐步计算出若干个不同温度条件下的应变量，并以温度T为横坐标、应变量为纵坐标得到一条应变-温度曲线，利用最小二乘法对曲线进行线性拟合计算出拟合后的曲线斜率，根据公式，该斜率即为材料在相应温度范围内的线膨胀系数。

3.根据权利要求1或2所述的金属材料线膨胀系数测量方法，其特征在于：所述光栅条纹与铅垂线的夹角θ的取值大于等于1°小于等于10°。

4.根据权利要求3所述的金属材料线膨胀系数测量方法，其特征在于：所述参考光栅与物光栅的图像相互叠加、参考光栅与膨胀后的物光栅相互叠加、莫尔条纹一和莫尔条纹二进行傅里叶变换、滤波处理以及等差条纹一和等差条纹二的极值法进行细化处理可以利用计算机软件进行处理。

5.根据权利要求4所述的金属材料线膨胀系数测量方法，其特征在于：所述计算机软件为MATLAB软件。