一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統的制作方法
【技術領域】
[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。
【背景技術】
[0002]基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統采用電子拉伸試驗機對金屬試件進行加載，然而對于金屬試件在長度方向的形變是關鍵的測量參數，形變量采用位移測量裝置測量，現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，有必要設計一種新型的金屬材料疲勞損傷試驗系統。
【實用新型內容】
[0003]本實用新型所要解決的技術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，該基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統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，包括用于對試件加載負荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設有位移測量裝置；
[0006]所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內設有激光器(2)、分光鏡(3)、側部反射鏡(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]激光器豎直設置在箱體內腔的底部；分光鏡傾斜45°設置，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部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側部反射鏡在水平高度上平齊；
[0008]干涉模塊處設有光強傳感器(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，由于采用基于激光干涉的位移測量裝置，所以能準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的總體結構示意圖；
[0013]圖2是光強信號處理電路的電原理框圖。
[0014]標號說明:1 -箱體，2-激光器，3-分光鏡，4-側部反射鏡，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]以下將結合附圖和具體實施例對本實用新型做進一步詳細說明:
[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，包括用于對試件加載負荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設有位移測量裝置；
[0017]所述的位移測量裝置包括箱體1，箱體內設有激光器2、分光鏡3、側部反射鏡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]激光器豎直設置在箱體內腔的底部；分光鏡傾斜45°設置，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部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側部反射鏡在水平高度上平齊；
[0020]干涉模塊處設有光強傳感器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]所述的激光器為發出紅色激光的激光器。
[0022]紅色激光波長為630nm。
[0023]激光器發出的光束能經分光鏡透射后豎直向上到達頂部反射鏡，經頂部反射鏡反射后再經分光鏡二次反射到達干涉模塊，該光路記為S1 ;
[0024]激光器發出的光束能經分光鏡反射后向側向(如左側)到達側部反射鏡，經側部反射鏡反射后再經分光鏡投射到達干涉模塊，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，經過干涉效應，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行處理，得到位移變化信息，實現位移的測量。
[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有成熟技術。如采用A\D轉換器轉成數字信號后，對數字信號處理(數字比較器)識別光強最強或最弱，光強最大對應的是S1和S2最大振幅正向疊加，光強最小對應的是S1和S2最大振幅正負抵消。另一種實現方案如圖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，脈沖計數器對脈沖計數，脈沖數即與位移量一一對應，從而實現位移的測量。
[0026]基于干涉理論測量位移的相關原理如下: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，實際合成光的振幅是量分振幅之和，光強最大；當S1和S2的路程差為λ/2(或半波長的奇數倍)時，合成光的振幅和為0，此時光強最小。
【主權項】
1.一種基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統，包括用于對試件加載負荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設有位移測量裝置；其特征在于: 所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內設有激光器(2)、分光鏡(3)、側部反射鏡(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);激光器豎直設置在箱體內腔的底部；分光鏡傾斜45°設置，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部反射鏡之間的連線上，并且分光鏡、干涉模塊和側部反射鏡在水平高度上平齊； 干涉模塊處設有光強傳感器(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.根據權利要求1所述的基于比重法的金屬材料疲勞損傷試驗系統，其特征在于，所述的激光器為發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，包括用于對試件加載負荷的電子拉伸試驗機，電子拉伸試驗機上設有位移測量裝置；所述的位移測量裝置包括箱體(1)，箱體內設有激光器(2)、分光鏡(3)、側部反射鏡(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)；激光器豎直設置在箱體內腔的底部；分光鏡傾斜45°設置，干涉模塊處設有光強傳感器(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
【申請號】CN201520805178
【發明人】黃斌杰, 徐小舟, 肖敏, 司家勇
【申請人】中南林業科技大學
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年10月16日