[发明专利]多功能云纹干涉及制栅系统

说明书

技术领域

本发明涉及光测力学、变形检测技术领域，具体涉及一种多功能云纹干涉及制栅系统。

背景技术

云纹干涉法作为一种非接触、全场的位移和应变测量方法，得到了广泛的应用。相比云纹法，云纹干涉法具有灵敏度高、条纹反差好、分辨率高、适应性强、可实时观测等优点，尤其是近年来随着细观力学研究的深入和新材料的不断发展，云纹干涉法已作为一种重要的试验方法发挥着越来越重要的作用。

云纹干涉仪是云纹干涉法的主要设施，自1970年云纹干涉法出现以来得到迅速发展，美国IBM公司推出了手提式工程云纹干涉仪，戴福隆研制了三维云纹干涉仪（中国发明专利申请号：200410000005.0）,张熹发展了二维云纹干涉仪（中国发明专利申请号：200510025444.1）,陈巨兵开发了面内三方向云纹干涉仪（中国发明专利申请号：200510027941.5），然而这些云纹干涉仪都只具有常温条件下的测量功能，而且需要依靠其他方法在试件表面制得光栅。近年来，云纹干涉仪向着集成化，多灵敏度发展，一些多功能的云纹干涉仪相继研制成功。戴福隆研制了高温云纹干涉变形测量系统（中国发明专利申请号：200810119805.2）和多灵敏度制栅云纹干涉仪（中国发明专利申请号：200910119932.7），其中，高温云纹干涉变形测量系统能在高温条件下测量材料的变形行为，多灵敏度制栅云纹干涉仪兼具制作光栅和测量材料变形行为的功能。然而，至今仍没有一种云纹干涉系统能兼具测量常温、高温条件下材料变形行为和光栅制作的功能。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的目的在于提出一种具有集常温、高温条件下实时变形测量和光栅制作的多功能云纹干涉及制栅系统。

根据本发明实施例的多功能云纹干涉及制栅系统包括：激光器1、分光耦合器2、干涉光路系统3、图像采集系统4、加载及六维调节装置5和带有观察窗的高温炉36，其特征在于：所述的干涉光路系统3中含有制作2400line/mm的u场光栅和测量常温条件下的u场位移的光路、制作2400line/mm的v场光栅和测量常温条件下的v场位移的光路、制作1200line/mm的u场光栅和测量高温条件下的u场位移的光路、制作1200line/mm的v场光栅和测量高温条件下的v场位移的光路，其中，所述制作2400line/mm的u场光栅和测量常温条件下的u场位移的光路依次通过分光耦合器2中的开关控制器6、第一光纤耦合器7后，经第一光纤分光器9分光，分两束分别进入干涉光路系统3，一束依次经过u场第一反射镜11、u场第一准直透镜13、u场第一楔形反射镜15后入射到常温试件28表面，另一束依次经过u场第二反射镜12、u场第二准直透镜14、u场第二楔形反射镜16后入射到常温试件28表面；所述制作2400line/mm的v场光栅和测量常温条件下的v场位移的光路依次通过分光耦合器2中的开关控制器6、第二光纤耦合器8后，经第二光纤分光器10分光，分两束分别进入干涉光路系统3，一束依次经过v场第一反射镜19、v场第一准直透镜21、v场第一楔形反射镜23后入射到常温试件28表面，另一束依次经过v场第二反射镜20、v场第二准直透镜22、v场第二楔形反射镜24后入射到常温试件28表面；所述制作1200line/mm的u场光栅和测量高温条件下的u场位移的光路依次通过分光耦合器2中的开关控制器6、第一光纤耦合器7后，经第一光纤分光器9分光，分两束分别进入干涉光路系统3，一束依次经过u场第一反射镜11、u场第一准直透镜13、u场高温第一楔形反射镜30后入射到高温试件35表面，另一束依次经过u场第二反射镜12、u场第二准直透镜14、u场高温第二楔形反射镜31后入射到高温试件35表面，其中测量高温条件下的u场位移的光路要通过带有观察窗的高温炉36；所述制作1200line/mm的v场光栅和测量高温条件下的v场位移的光路依次通过分光耦合器2中的开关控制器6、第二光纤耦合器8后，经第二光纤分光器10分光，分两束分别进入干涉光路系统3，一束依次经过v场第一反射镜19、v场第一准直透镜21、v场高温第一楔形反射镜32后入射到高温试件35表面，另一束依次经过v场第二反射镜20、v场第二准直透镜22、v场高温第二楔形反射镜33后入射到高温试件35表面，其中测量高温条件下的v场位移的光路要通过带有观察窗的高温炉36；所述制作2400line/mm的u场光栅和测量常温条件下的u场位移的光路、制作2400line/mm的v场光栅和测量常温条件下的v场位移的光路在常温试件28表面发生干涉形成干涉图像，经常温场镜27被图像采集系统4采集。制作1200line/mm的u场光栅和测量高温条件下的u场位移的光路、制作1200line/mm的v场光栅和测量高温条件下的v场位移的光路在高温试件35表面发生干涉形成干涉图像，经高温场镜29被图像采集系统4采集。