[发明专利]基于激光散斑法的热形变检测系统、检测方法及应用

说明书

本发明公开了一种基于激光散斑法的热形变检测系统、检测方法及应用，所述检测系统包括：激光发射器，沿所述激光发射器的水平光路依次设置光学准直系统、透七反三分束镜、第一45°分束镜和平面反射镜，沿竖直光路，第二45°分束镜、凸透镜、条纹计数器依次设置于所述第一45°分束镜的上方，第一CCD与透七反三分束镜关于所述竖直光路对称设置，用于采集经所述透七反三分束镜反射至试样后反射出的光的图像，所述第二CCD设置于所述第二45°分束镜的水平右侧，所述图像显示器与所述第一CCD和第二CCD连接。该基于激光散斑法的热形变检测系统及检测方法，利用激光散斑法可同步得到不透光试样的面内位移及离面位移与试样加热温度的关系，并可用于标定形变温度报警器中形变金属条的形变量与温度关系。

技术领域

本发明提供了一种基于激光散斑法的热形变检测系统、检测方法及应用，可利用光原理检测试样的形变量与温度的对应关系。

背景技术

激光散斑测量是光学测量领域中最主要的测量方法之一，由于其具有快速、实时、精度高、无损检测、全场非接触、灵敏度高、结构简单等优点而被广泛应用于物体形貌、形变测量、损伤探测等领域。激光散斑法测量物体形变、轮廓与微小位移精度可达纳米量级，不仅可以测量物体离面位移，也可以测量面内位移，专利一种测量物体离面与面内位移的激光散斑装置及测量方法（专利号：ZL 201810076110.4）可实现同时测量物体面内位移与离面位移，但是，不能对同一物体同时进行面内和离面位移的观测，而且在面内位移测量方面，仅适用于透光物体，不适用于不透光的物体。

因此，提出一种适用于不透光物体，并可以同时获取物体的面内和离面位移与物体加热温度关系的检测系统及检测方法，成为亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于激光散斑法的热形变检测系统、检测方法及应用，以解决现有检测系统不适用于不透光物体、不能同时获取物体的面内和离面位移的问题。

本发明一方面提供了一种基于激光散斑法的热形变检测系统，用于检测试样的形变量与温度的对应关系，包括：激光发射器、光学准直系统、透七反三分束镜、第一45°分束镜、平面反射镜、第二45°分束镜、凸透镜、条纹计数器、第一CCD、第二CCD和图像显示器，其中，所述光学准直系统、透七反三分束镜、第一45°分束镜和平面反射镜依次沿所述激光发射器的水平光路设置，所述第二45°分束镜、凸透镜、条纹计数器沿与所述激光发射器的水平光路垂直的竖直光路方向依次设置于所述第一45°分束镜的上方，所述试样沿与所述激光发射器的水平光路垂直的竖直光路方向设置于所述第一45°分束镜的下方，所述第一CCD与透七反三分束镜关于所述竖直光路对称设置，用于采集经所述透七反三分束镜反射至试样后反射出的光的图像，所述第二CCD设置于所述第二45°分束镜的水平右侧，所述图像显示器与所述第一CCD和第二CCD连接；

所述激光发射器为380nm-800nm可见光发射器；

所述光学准直系统的所有通光面均镀有380nm-800nm高透膜；

所述透七反三分束镜靠近所述激光发射器的通光面镀有380nm-800nm高透膜和380nm-800nm反射膜，靠近所述第一45°分束镜的通光面镀有380nm-800nm高透膜；

所述第一45°分束镜的所有通光面均镀有380nm-800nm半反半透膜；

所述平面反射镜所有通光面均镀有380nm-800nm高反膜；

所述第二45°分束镜靠近所述第一45°分束镜的通光面镀有380nm-800nm半反半透膜，靠近所述凸透镜的通光面镀有380nm-800nm高透膜；

所述凸透镜的所有通光面均镀有380nm-800nm高透膜。

优选，所述光学准直系统、透七反三分束镜、第一45°分束镜、平面反射镜、第二45°分束镜、凸透镜上的镀膜为偏振膜和非偏振膜中的一种或两种。