[发明专利]一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统

权利要求书

1.一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统，以光学弹性元件为核心构建光路系统，通过测定其受力时光学条纹图像的实时变化，从而显示瞬时受力的大小与变化情况，系统包括光学环境激励系统、推力器系统、控制系统、瞬态图像采集系统以及图像处理显示系统，

所述光学环境激励系统包括光弹性元件(5)，光学环境激励系统生成应力条纹图，该应力条纹图被瞬态图像采集系统采集；

其特征在于，光学环境激励系统、推力器系统、瞬态图像采集系统、图像处理显示系统都由控制系统控制，

所述推力器系统包括推力器(11)和刚性板(10)，推力器(11)通过刚性板(10)与光弹性元件连接；

瞬态图像采集系统通过高速相机(9)来实现；

控制系统控制激光光源触发时刻、推力器加载时刻和瞬态采集应力图像时刻这3个时刻同步，

所述控制系统，包括电磁波发射器(13)、电磁触发器(14)、压力触发器(15)、延时器(16)和电控器(17)，

所述压力触发器(15)在刚性板与弹性元件之间，处于过渡配合；

所述推力器工作时，喷出的等离子体羽流阻止电磁波发射器(13)电磁波的传递，电磁触发器(14)此时产生信号PC作为激光光源(1)的电控器(17)第一次触发时间t0，从而产生的第一个脉冲光，以此时作为光源1的计时原点O；当推力器不工作时，刚性板(10)与压力触发器(15)处于接触和未接触的临界点，经过OT1和T1T2时间段，当推力器工作时，推力器挤压刚性板进而挤压压力触发器从而使之产生的电脉冲信号CT再次传递给激光光源的电控器(17)，在时序控制图上为K点，选定激光光源射出脉冲光Q的时刻，△t即为光弹性元件受力后要采集应力图像的时间。

2.根据权利要求1所述的一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统，其特征在于，所述光学环境激励系统从左至右依次为激光光源(1)、准直镜(2)、起偏镜(3)、1/4玻片Ⅰ(4)、光弹性元件(5)、1/4玻片Ⅱ(6)、检偏镜(7)、聚光镜(8)，各元件中心点都处于一条轴线上，各元件的规格特性与元件之间的距离符合光学成像规律，保证生成的应力图像清晰准确；

激光光源、准直镜、起偏镜、1/4玻片Ⅰ、光弹性元件、1/4玻片Ⅱ、检偏镜、聚光镜，激光光源(1)产生锥形光束，经过准直镜(2)变成平行光，透过起偏镜(3)后产生平面偏振光，平面偏振光经过1/4玻片Ⅰ(4)之后变成圆偏振光，圆偏振光穿过光弹性元件(5)发生双折射现象产生干涉，之后圆偏振光透过1/4玻片Ⅱ(6)变成平面偏振光，此时的平面偏振光携带了应力信息，穿过检偏镜(7)后被聚光镜(8)汇聚后，生成应力条纹图，该应力条纹图被瞬态图像采集系统采集。

3.根据权利要求1所述的一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统，其特征在于，所述光弹性元件(5)进行钻孔处理，创造自由边界，从而获得主应力分离结果。