一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)采用電子拉伸試驗機對金屬試件進(jìn)行加載，然而對于金屬試件在長度方向的形變是關(guān)鍵的測量參數(shù)，形變量采用位移測量裝置測量，現(xiàn)有的位移測量裝置如電感式位移測量儀等精度很低，無法滿足測量要求，因此，有必要設(shè)計一種新型的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，該基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)具有基于激光干涉的位移測量裝置，檢測精度高。
[0004]實用新型的技術(shù)解決方案如下:
[0005]—種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，包括用于對試件加載負(fù)荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設(shè)有位移測量裝置；
[0006]所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內(nèi)設(shè)有激光器(2)、分光鏡(3)、側(cè)部反射鏡(4)、干涉模塊(7)、光強傳感器(8)和光強信號處理電路(9);位移測量裝置還包括固定在電子拉伸試驗機的活動橫梁(10)底部的頂部反射鏡(5);
[0007]激光器豎直設(shè)置在箱體內(nèi)腔的底部；分光鏡傾斜45°設(shè)置，分光鏡位于頂部反射鏡與激光器出口的連線上，分光鏡還位于干涉模塊和側(cè)部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側(cè)部反射鏡在水平高度上平齊；
[0008]干涉模塊處設(shè)有光強傳感器(8)，光強傳感器的輸出端與光強信號處理電路的信號輸入端相接。
[0009]所述的激光器為發(fā)出紅色激光的激光器。
[0010]有益效果:
[0011]本實用新型的基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，由于采用基于激光干涉的位移測量裝置，所以能準(zhǔn)確地測量出試件的形變量，精度極高，且易于安裝實施，為金屬材料的疲勞損傷測試提供良好的測試條件。
【附圖說明】
[0012]圖1是基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是光強信號處理電路的電原理框圖。
[0014]標(biāo)號說明:1 -箱體，2-激光器，3-分光鏡，4-側(cè)部反射鏡，5-頂部反射鏡，6_光路，7-干涉模塊，8-光強傳感器，9-光強信號處理電路，10-活動橫梁。
【具體實施方式】
[0015]以下將結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明:
[0016]如圖1-2所示，一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，包括用于對試件加載負(fù)荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設(shè)有位移測量裝置；
[0017]所述的位移測量裝置包括箱體1，箱體內(nèi)設(shè)有激光器2、分光鏡3、側(cè)部反射鏡4、干涉模塊7、光強傳感器8和光強信號處理電路9 ;
[0018]位移測量裝置還包括固定在電子拉伸試驗機的活動橫梁10底部的頂部反射鏡5 ;
[0019]激光器豎直設(shè)置在箱體內(nèi)腔的底部；分光鏡傾斜45°設(shè)置，分光鏡位于頂部反射鏡與激光器出口的連線上，分光鏡還位于干涉模塊和側(cè)部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側(cè)部反射鏡在水平高度上平齊；
[0020]干涉模塊處設(shè)有光強傳感器8，光強傳感器的輸出端與光強信號處理電路的信號輸入纟而相接。
[0021]所述的激光器為發(fā)出紅色激光的激光器。
[0022]紅色激光波長為630nm。
[0023]激光器發(fā)出的光束能經(jīng)分光鏡透射后豎直向上到達(dá)頂部反射鏡，經(jīng)頂部反射鏡反射后再經(jīng)分光鏡二次反射到達(dá)干涉模塊，該光路記為S1 ;
[0024]激光器發(fā)出的光束能經(jīng)分光鏡反射后向側(cè)向(如左側(cè))到達(dá)側(cè)部反射鏡，經(jīng)側(cè)部反射鏡反射后再經(jīng)分光鏡投射到達(dá)干涉模塊，該光路記為S2 ;S1和S2在干涉模塊匯合干涉，隨著、S1距離的變化，經(jīng)過干涉效應(yīng)，在干涉模塊形成光強相異的光斑。光強傳感器檢測到光強的變化并輸出電信號到光強信號處理電路，由光強信號處理電路對該信號進(jìn)行處理，得到位移變化信息，實現(xiàn)位移的測量。
[0025]本實用新型的工作:光強信號處理電路對光強信號的處理以獲得位移變化信息為現(xiàn)有成熟技術(shù)。如采用A\D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)成數(shù)字信號后，對數(shù)字信號處理(數(shù)字比較器)識別光強最強或最弱，光強最大對應(yīng)的是S1和S2最大振幅正向疊加，光強最小對應(yīng)的是S1和S2最大振幅正負(fù)抵消。另一種實現(xiàn)方案如圖2所示。針對光強信號處理電路的工作原理說明:光強信號u為光強傳感器輸出的電信號，光強信號經(jīng)放大電路放大后與參考電壓Vref比較，若高于Vref，則輸出高電平，否則輸出低電平，從而在比較器的輸出端形成脈沖信號，脈沖計數(shù)器對脈沖計數(shù)，脈沖數(shù)即與位移量一一對應(yīng)，從而實現(xiàn)位移的測量。
[0026]基于干涉理論測量位移的相關(guān)原理如下:若兩列光束S1和S2的路程相差Ν λ ( λ為波長)，Ν為零或正整數(shù)，實際合成光的振幅是量分振幅之和，光強最大；當(dāng)S1和S2的路程差為λ/2(或半波長的奇數(shù)倍)時，合成光的振幅和為0，此時光強最小。
【主權(quán)項】
1.一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，包括用于對試件加載負(fù)荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設(shè)有位移測量裝置；其特征在于: 所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內(nèi)設(shè)有激光器(2)、分光鏡(3)、側(cè)部反射鏡(4)、干涉模塊(7)、光強傳感器(8)和光強信號處理電路(9); 位移測量裝置還包括固定在電子拉伸試驗機的活動橫梁(10)底部的頂部反射鏡(5);激光器豎直設(shè)置在箱體內(nèi)腔的底部；分光鏡傾斜45°設(shè)置，分光鏡位于頂部反射鏡與激光器出口的連線上，分光鏡還位于干涉模塊和側(cè)部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側(cè)部反射鏡在水平高度上平齊； 干涉模塊處設(shè)有光強傳感器(8)，光強傳感器的輸出端與光強信號處理電路的信號輸入端相接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，其特征在于，所述的激光器為發(fā)出紅色激光的激光器。
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)，包括用于對試件加載負(fù)荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設(shè)有位移測量裝置；所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內(nèi)設(shè)有激光器(2)、分光鏡(3)、側(cè)部反射鏡(4)、干涉模塊(7)、光強傳感器(8)和光強信號處理電路(9)；位移測量裝置還包括固定在電子拉伸試驗機的活動橫梁(10)底部的頂部反射鏡(5)；激光器豎直設(shè)置在箱體內(nèi)腔的底部；分光鏡傾斜45°設(shè)置，干涉模塊處設(shè)有光強傳感器(8)，光強傳感器的輸出端與光強信號處理電路的信號輸入端相接。該基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統(tǒng)具有基于激光干涉的位移測量裝置，檢測精度高。
【IPC分類】G01N3/08, G01B11/02, G01B11/16
【公開號】CN205066707
【申請?zhí)枴緾N201520805178
【發(fā)明人】黃斌杰, 徐小舟, 肖敏, 司家勇
【申請人】中南林業(yè)科技大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月16日