[发明专利]一种形变测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种形变测量装置。

背景技术

在对材料的加载变形研究的过程中，人们发现在对材料进行轴向加载的时候，在轴向产生形变的同时，材料会在横向方向会产生膨胀或者收缩形变，人们把横向方向的形变定义为泊松形变。横向形变是表征材料力学性能很重要的性能参数，因此对横向形变的测量也是探究材料力学响应中很重要的一环。对横向形变的测量，最传统的方法有两种：一是通过测量试件的纵向应变，对于结构均匀、成分单一的材料有着固定的泊松比，通过测量得到的纵向变形就可以推导出材料的横向形变；二是采用传统的百分表或千分表直接观察到试件的横向变化。然而随着复合材料的出现以及动态力学研究的兴起，传统的方法已经不能满足测量的需求，复合材料的成分复杂，无法通过泊松比来反推横向变形，同时在动态加载过程中，借助传统的测量工具这种方法也变得不切实际。而且对于某些脆性材料，其横向变形通常会比较小，变形量一般都在微米的数量级。因此，如何能够更精确有效的测量物体的横向变形，为测量领域的热点。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种精度较高的形变测量装置。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种形变测量装置，包括顺次摆放的激光器、滤光片、物体安装架、聚焦透镜、光电探测器和示波器，所述激光器、聚焦透镜和光电探测器的几何中心保持在一条轴线上，且主平面均互相平行，所述光电探测器和示波器电连接；所述激光器、物体安装架、滤光片、聚焦透镜和光电探测器均安装在工作台的滑轨上；所述物体安装架上设置有用于固定待测物体的安装扣。

本发明的有益效果是：本发明基于材料变形对光通量的影响，通过光电转换输出电压信号，实现材料变形的测量。测量方法与原理简单明了，通过电压标定可直接测量变形，数据处理简洁方便。激光变形测量不需要将测量器件粘贴到待测物体上，属于非接触测量，测量过程对待测物体不产生任何作用和影响，可以最大限度的保证实验的真实状态。通过采用高速光电探测器和高速数字示波器，激光变形测量系统还可应用于材料的高速动态变形的测量中。为光电测量方法开辟新的应用领域。本发明具有较高的测量精度，能够捕捉到试件产生的任意微小的横向变形。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步的，所述滤光片的中心波长和激光器中心波长相同。

采用上述进一步方案的有益效果是：滤光片的可以滤掉混杂在激光束中的干扰光线，起到屏蔽自然光，同时又保证所需波长的光波透过的作用。

进一步的，所述激光器和光电探测器位于聚焦透镜的焦平面上。

采用上述进一步方案的有益效果是：这样可以使准直与聚光的效果更加良好。

进一步的，所述聚焦透镜上镀有但从氟化镁薄膜。

采用上述进一步方案的有益效果是：增透膜可以减少光路带来的激光能量损失。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的测量原理示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、激光器；2、滤光片；3、聚焦透镜；4、光电探测器；5、示波器；6、矩形试件；61、形变前的矩形试件；62、形变后的矩形试件；7、工作台；8、光斑；9、物体安装架；10、滑轨

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

本发明的测量方法是将机械形变转换成投射到光电探测器上光斑光强的变化，光电探测器会将光强的变化转换成可以被直接测量的电信号。

如图1所示，一种形变测量装置，包括顺次摆放的激光器1、滤光片2、物体安装架9、聚焦透镜3、光电探测器4和示波器5，所述激光器1、聚焦透镜3和光电探测器4的几何中心保持在一条轴线上，且主平面均互相平行，所述光电探测器4和示波器5电连接；所述激光器1、物体安装架9、滤光片2、聚焦透镜3和光电探测器4均安装在工作台7的滑轨10上；所述物体安装架9上设置有用于固定待测物体的安装扣。

所述滤光片2的中心波长和激光器1中心波长相同。

所述激光器1和光电探测器4位于聚焦透镜3的焦平面上。

所述聚焦透镜3上镀有一层氟化镁薄膜。