[发明专利]一种激光冲击波压力分布的检测装置

摘要

本发明涉及激光加工领域，特指一种激光冲击波压力分布的检测装置，主要适用于特定参数下的激光冲击波压力分布，优化激光冲击强化工艺。本发明由工控机控制激光器电源，使激光器按预定参数产生脉冲激光，激光束通过水膜照射在涂有吸收层的试件表面上，吸收层材料气化、电离产生冲击波，冲击波压力作用后试件开始运动，测速系统测量出起始速度，并将数据采集到工控机，通过程序处理显示出冲击波压力。本发明利用动量定理。测量原理以及使用的测量装置简单，在激光器能量稳定的前提下，测量过程稳定、可重复性高，易于实现。

主权项

一种激光冲击波压力分布的检测装置，包括位于激光器工作台之上的激光器、激光器电源和工控机，其特征在于：所述装置还设有激光束放大装置、分光工作装置、水膜厚度调节系统和测速系统；所述激光束放大装置由燕尾滑轨、大透镜和小透镜组成，燕尾滑轨固定在激光器安装工作台的靠近激光器出光口的一端，小透镜安装在燕尾滑轨上靠近激光器的一端并能在燕尾滑轨内移动，大透镜安装燕尾滑轨上远离激光器的一端并能在燕尾滑轨内移动，通过调节小透镜和大透镜间的距离，进而调节光束的大小；所述测速系统由试件、测速装置、电磁铁、电磁铁限位开关和工作台组成，试件放置在工作台的凹槽中，涂有吸收层的一端正对分光工作装置中的分光人字齿轮，测速装置固定在工作台上，位于试件未涂约束层的一端，用于测量冲击波作用后试件的速度，电磁铁固定在工作台的远离激光器的一端，电磁铁限位开关安装在工作台的凹槽中，位于试件和电磁铁之间且紧靠电磁铁，冲击波作用后试件获得一定的速度在工作台的凹槽中运动，触动电磁铁限位开关时，电磁铁通电用于吸附试件，防止试件撞击后反弹；所述分光工作装置由分光系统、2个人字齿轮、伺服电机、水平方向导轨、竖直方向导轨、齿轮箱和电器柜组成，分光系统由分光人字齿轮和2个人字齿轮组成，分光人字齿轮位于2个人字齿轮中间并相互啮合固定，分光齿轮中间设有扇形通孔，在扇形通孔上设有调节通孔透光位置的滑块，分光系统安装在齿轮箱中，分光系统的左侧人字齿轮通过齿轮箱内的联轴器和齿轮由第一伺服电机驱动，第一伺服电机和齿轮箱固定在水平方向导轨上并能沿水平方向导轨移动，水平方向导轨安装在竖直方向导轨上并能沿竖直方向导轨移动，右侧人字齿轮则通过齿轮轴和轴承固定在齿轮箱上，通过伺服电机精确的旋转角度，可将扇形通孔沿分光人字齿轮圆心旋转，因此可以精确的分光；电器柜通过控制水平方向导轨上的第二伺服电机带动齿轮箱和第一伺服电机在水平方向导轨内移动，通过控制竖直方向导轨上的第三伺服电机带动水平方向导轨在竖直方向导轨内移动；所述水膜厚度调节系统由排水龙头、排水孔与水管和水槽组成，排水龙头安装在工作台的靠近分光工作装置的一端，排水孔与水管固定在工作台上，位于排水龙头下方，用于排放约束层的水，水槽位于排水孔与水管的正下方，用于储存排水孔与水管排放的水，水膜厚度由排水龙头控制，水从排水龙头流出在试件涂有吸收层的端面上形成水膜，而后经排水孔与水管进入水槽。