[发明专利]一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置及方法

权利要求书

1.一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，其特征在于：包括对待测试件(6)进行加热变形的加热机构(5)和实时检测待测试件(6)热变形的激光变形测量系统；

所述激光变形测量系统包括激光器(1)、分光器(2)和相机(4)；

分光器(2)将激光器(1)射出的激光进行分束得到多路分束激光，多路分束激光经过待测试件(6)漫反射进入相机(4)；或者，

分光器(2)将激光器(1)射出的激光进行分束得到多路分束激光，一部分分束激光直接进入相机(4)，另一部分分束激光经过待测试件(6)漫反射进入相机(4)；

进入相机(4)的分束激光在相机(4)靶面上产生干涉图像。

2.根据权利要求1所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，其特征在于：所述激光变形测量系统还包括反光镜(3)，分束激光经过反光镜(3)反射到待测试件(6)。

3.根据权利要求1所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，其特征在于:还包括实时监测待测试件(6)温度变化的热电偶(7)。

4.根据权利要求1所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，其特征在于：还包括收集干涉图像数据、将干涉图像中的图像信号转化成数字信号并线性拟合出待测试件(6)面热膨胀系数的数据处理系统(8)。

5.根据权利要求1所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，其特征在于：所述加热机构(5)比如是红外灯阵，红外灯阵对待测试件(6)从室温逐级加热到预定温度进行梯度加热。

6.一种材料面二维热膨胀系数高精度测量方法，其特征在于：根据权利要求1-5任一所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，所述分光器(2)将激光器(1)射出的激光进行分束得到多路分束激光，多路分束激光经过待测试件(6)漫反射进入相机(4)，进入相机(4)的分束激光在相机(4)靶面上产生干涉图像；

加热机构(5)对待测试件(6)进行加热变形，相机(4)靶面上的干涉条纹根据待测试件(6)的变形发生移动；

将干涉条纹的移动量转换为多束分束激光相位差的变化量；

根据待测试件(6)的面内变形量和相位差变化量的换算关系，解算出待测试件(6)的热变形，得到待测试件(6)面内热膨胀系数。

7.一种材料面二维膨胀系数高精度测量方法，其特征在于：根据权利要求1-5任一所述的一种材料面二维热膨胀系数高精度测量装置，所述分光器(2)将激光器(1)射出的激光进行分束得到多路分束激光，一部分分束激光直接进入相机(4)，另一部分分束激光经过待测试件(6)漫反射进入相机(4)，进入相机(4)的分束激光在靶面上产生干涉图像；

加热机构(5)对待测试件(6)进行加热变形，相机(4)靶面上的干涉条纹根据待测试件(6)的变形发生移动；

将干涉条纹的移动量转换为多束分束激光相位差的变化量；

根据待测试件(6)的面外变形量和相位差变化量的换算关系，解算出待测试件(6)的热变形，得到待测试件(6)面外热膨胀系数。

8.根据权利要求6所述的一种材料面二维热膨胀系数的测量方法，其特征在于：分束激光经过反光镜(3)反射到待测试件(6)。

9.根据权利要求6或7所述的一种材料面二维热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述热电偶(7)实时检测待测试件(6)的温度变化。

10.根据权利要求6所述的一种材料面二维热膨胀系数的测量方法，其特征在于：所述数据处理系统(8)收集干涉图像数据，将干涉图像信号转化成数字信号并线性拟合出待测试件(6)面内热膨胀系数。