[发明专利]一种材料微纳结构机械力学性能的测试装置

摘要

本发明公开了一种材料微纳结构机械力学性能的测试装置，其特征是包括：激光散斑干涉测试单元、视觉引导与散斑图像相关测试单元、右定位滑台、微位移拉伸机、二维定位滑台、机台和左定位滑台。本发明能具有速度快、精度高、非接触全场测试等性能特点，从而满足各种材料的微纳结构机械力学性能指标的实际测试需求。

主权项

1.一种材料微纳结构机械力学性能的测试装置，其特征是包括：激光散斑干涉测试单元(1)、视觉引导与散斑图像相关测试单元(2)、右定位滑台(3)、微位移拉伸机(4)、二维定位滑台(5)、机台(6)、左定位滑台(7)；所述机台(6)是由底部台面和竖直立面构成，在所述底部台面上设置有所述二维定位滑台(5)，在所述二维定位滑台(5)上固定设置有所述微位移拉伸机(4)；在所述竖直立面上分别固定有所述右定位滑台(3)和左定位滑台(7)；在所述右定位滑台(3)上设置有所述视觉引导与散斑图像相关测试单元(2)；在所述左定位滑台(7)上设置有所述激光散斑干涉测试单元(1)；所述测试装置是通过所述二维定位滑台(5)调节所述微位移拉伸机(4)在水平面上的横向和纵向位置，并通过所述右定位滑台(3)调节所述视觉引导与散斑图像相关测试单元(2)的高度或通过左定位滑台(7)调节所述激光散斑干涉测试单元(1)的高度，从而使得位于所述微位移拉伸机(4)上的试样(14)能在所述视觉引导与散斑图像相关测试单元(2)中或所述激光散斑干涉测试单元(1)中清晰成像；所述视觉引导与散斑图像相关测试单元(2)包括：双目立体显微镜(8)、第一摄像机(9)和第二摄像机(17)；所述双目立体显微镜(8)的左右两个相机接口处分别安装所述第一摄像机(9)和第二摄像机(17)；所述激光散斑干涉测试单元(1)包括：半导体激光器(22)、十字分光器(29)、第一PZT移相组合(25)、第二PZT移相组合(34)、Y方向相移器、5个反射镜、5个扩束镜、第一分光棱镜(23)、第二分光棱镜(32)、成像透镜(28)、CCD(31)；由所述半导体激光器(22)发出的激光经过所述第一分光棱镜(23)分为两束光，其中一束光依次经过第七反射镜(24)、第一PZT移相组合(25)、第八反射镜(26)的反射后，通过第一扩束镜(27)的扩束，再通过所述第二分光棱镜(32)被所述CCD(31)接收；另一束光依次经过所述十字分光器(29)、第九反射镜(30)的反射后，通过第二扩束镜(33)的扩束，形成测试光并照射到所述试样(14)的表面，所述测试光再经过所述成像透镜(28)和所述第二分光棱镜(32)被所述CCD(31)接收，从而实现所述试样(14)的面外法线方向即Z方向的位移测试；由所述半导体激光器(22)发出的激光经过所述第一分光棱镜(23)和所述十字分光器(29)分为两束光，其中一束光经过所述第二PZT移相组合(34)的反射和第三扩束镜(35)的扩束后，照射到所述试样(14)的表面；另一束光经过第十反射镜(36)的反射和第四扩束镜(37)的扩束后照射到所述试样(14)的表面，并在所述试样(14)的表面形成激光散斑，所述激光散斑经过所述成像透镜(28)和第二分光棱镜(32)被所述CCD(31)接收，从而实现所述试样(14)面内一个方向即X方向的位移测试；由所述半导体激光器(22)发出的激光经过所述第一分光棱镜(23)和所述十字分光器(29)分为另外两束光，其中一束光经过所述Y方向相移器的反射和第二扩束镜(33)的扩束后，照射到所述试样(14)的表面；另一束光经过第十反射镜的反射和第五扩束镜的扩束后照射到所述试样(14)的表面，并在所述试样(14)的表面形成激光散斑，所述激光散斑经过所述成像透镜(28)和第二分光棱镜(32)被所述CCD(31)接收，从而实现所述试样(14)面内另一个方向即Y方向的位移测试。