[实用新型]双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置

说明书

一种双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置，包括激光干涉测微小变化装置、内置被测金属棒的加热恒温箱和MCU总控制器，所述被测金属棒两端具有光反射端面；所述激光干涉测微小变化装置设有激光干涉测微小变化第一模块和激光干涉测微小变化第二模块，激光干涉测微小变化第一模块设在恒温箱的左侧端，激光干涉测微小变化第一模块的检测端与金属棒的左侧位置相对，检测金属棒左边方向的长度微小变化；激光干涉测微小变化第二模块设在恒温箱的右侧端，激光干涉测微小变化第二模块的检测端与金属棒的右侧位置相对，检测金属棒右边方向的长度微小变化。从而检测金属棒左右两边方向的长度变化，左右两个方向之和就是金属棒的长度变化总量。

技术领域

本发明涉及一种双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置。

背景技术

金属热膨胀系数是金属的重要物理特性之一，其应用范围极广，现有的测量方法主要是利用光杠杆法测量不同温度时的金属棒的长度，利用长度差除以温度差再除以金属棒的总长来计算金属棒的热膨胀系数，这种测量方法与激光干涉法相比，其测量精度至少低一个数量级以上。

发明内容

本发明的目的是提供一种双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置，以解决上述问题的至少一个方面。

根据本发明的一方面，提供一种双路激光干涉精确测量金属棒热膨胀系数的装置，包括激光干涉测微小变化装置、内置被测金属棒的加热恒温箱和MCU总控制器，所述被测金属棒两端具有光反射端面；所述激光干涉测微小变化装置设有激光干涉测微小变化第一模块和激光干涉测微小变化第二模块，激光干涉测微小变化第一模块设在恒温箱的左侧端，激光干涉测微小变化第一模块的检测端与金属棒的左侧位置相对，检测金属棒左边方向的长度微小变化；激光干涉测微小变化第二模块设在恒温箱的右侧端，激光干涉测微小变化第二模块的检测端与金属棒的右侧位置相对，检测金属棒右边方向的长度微小变化；所述激光干涉测微小变化第一模块和激光干涉测微小变化第二模块与MCU总控制器为电学连接。

由此，激光干涉测微小变化装置的条纹识别摄像头通过识别条纹的变化数量，MCU总控制器控制，乘以激光波长的一半，从而检测金属棒左右两边方向的长度变化，左右两个方向之和就是金属棒的长度变化总量。

进一步，激光干涉测微小变化第一模块包括激光器、表面全反射镜、扩束镜、条纹成像板、条纹识别摄像头、半反射镜；所述激光器设置在半反射镜的左侧，半反射镜的右侧与金属棒的左侧位置相对；半反射镜呈45度角设置，其上端设置表面全反射镜，下端设置扩束镜，所述条纹成像板与扩束镜相对设置；所述条纹识别摄像头设在条纹成像板一侧，识别条纹成像板上的光学条纹。

进一步，激光干涉测微小变化第二模块包括激光器、表面全反射镜、扩束镜、条纹成像板、条纹识别摄像头、半反射镜；所述激光器设置在半反射镜的右侧，半反射镜的左侧与金属棒的右侧位置相对；半反射镜呈45度角设置，其上端设置表面全反射镜，下端设置扩束镜，所述条纹成像板与扩束镜相对设置；所述条纹识别摄像头设在条纹成像板一侧，识别条纹成像板上的光学条纹。

进一步，激光干涉测微小变化第一模块工作时，激光器发出激光，激光经过半反射镜，被分出A、B两束激光，A束激光被反射到表面全反射镜，经过表面全反射镜进行全反射，A束激光再穿过半反射镜到扩束镜；半反射镜将B束激光反射至金属棒的左端面，金属棒的左端面将B束激光再反射至半反射镜，经过半反射镜反射至扩束镜；A、B束激光经过扩束镜汇聚，并投放到条纹成像板上，条纹识别摄像头识别条纹成像板上的光学条纹，将信息传送到MCU总控制器进行分析和处理。

进一步，激光干涉测微小变化第二模块工作时，激光器发出激光，激光经过半反射镜，被分出A、B两束激光，A束激光被反射到表面全反射镜，经过表面全反射镜进行全反射，A束激光再穿过半反射镜到扩束镜；半反射镜将B束激光反射至金属棒的右端面，金属棒的左端面将B束激光再反射至半反射镜，经过半反射镜反射至扩束镜；A、B束激光经过扩束镜汇聚，并投放到条纹成像板上，条纹识别摄像头识别条纹成像板上的光学条纹，将信息传送到MCU总控制器进行分析和处理。