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专利号: 2020101137651
申请人: 北方民族大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光干涉位移测量装置,包括读数头,其特征在于:还包括三角波反射镜,用于接收第一分光镜透射的激光束,并将接收到的激光束进行反射;

所述读数头包括:

激光源,用于发射激光束;

第一分光镜,用于将激光源发射的激光束透射至三角波反射镜,以及反射至聚光透镜;

第二分光镜,用于接收三角波反射镜反射的激光束,并将接收到的激光束再次反射至三角波反射镜,以及透射至分光棱镜;

分光棱镜,用于接收第二分光镜透射的激光束,并将激光束透射至第一光电探测器;

第一光电探测器,用于接收分光棱镜透射的激光束;

聚光透镜,用于接收第一分光镜和三角波反射镜反射的激光束,并将接收到的激光束聚光后透射至第二光电探测器;

第二光电探测器,用于接收聚光透镜透射的激光束;

处理器,用于记录第一光电探测器上激光束入射位置点的变化,以及检测第二光电探测器上产生的干涉现象,并计算出读数头或三角波反射镜的位移量。

2.根据权利要求1所述的一种激光干涉位移测量装置,其特征在于:所述第一分光镜倾斜设置于三角波反射镜的上方,且与水平方向存在30度夹角;所述第二分光镜与第一分光镜相互平行。

3.根据权利要求2所述的一种激光干涉位移测量装置,其特征在于:所述三角波反射镜包括N个结构相同的反射结构,每个所述反射结构包括第一反射面、第二反射面,所述第一反射面或第二反射面与反射镜平行,且第一反射面与第二反射面之间存在120度夹角。

4.根据权利要求1所述的一种激光干涉位移测量装置,其特征在于:所述聚光透镜为凸透镜,且平行于水平方向设置。

5.根据权利要求1-4任一项所述的一种激光干涉位移测量装置,其特征在于:所述读数头设置于被测物体上随被测物体一起移动,且三角波反射镜固定设置;或三角波反射镜设置于被测物体上随被测物体一起移动,且读数头固定设置。

6.根据权利要求5所述的一种激光干涉位移测量装置,其特征在于:所述读数头为多个,多个所述读数头交替参与干涉条纹计数。

7.一种激光干涉位移测量装置的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:将三角波反射镜/读数头固定设置,并将读数头/三角波反射镜设置于被测物体上,使得读数头/三角波反射镜随被测物体一起移动,设置激光源角度,使得激光源发射的激光束与水平方向的夹角为150度;将第一分光镜、第二分光镜相互平行设置,且第一分光镜、第二分光镜与水平方向的夹角为30度;将聚光透镜设置于第一分光镜远离三角波反射镜的一侧,并使得聚光透镜能够接收到第一分光镜、三角波反射镜反射的激光束;将第二光电探测器设置于聚光透镜的焦点处,使得第二光电探测器上能接收到聚光透镜透射的两束激光束,并产生干涉现象;将分光棱镜设置于第二分光镜与聚光透镜之间,使得分光棱镜能够接收到第二分光镜透射的激光束;将第一光电探测器设置于分光棱镜和聚光透镜之间,使得第一光电探测器能接收到分光棱镜透射的激光束;

步骤S2:开启激光源,使用处理器检测第二光电探测器上产生的干涉现象,读数头/三角波反射镜随被测物体在水平方向上移动,使得第二光电探测器上产生的干涉现象为相长干涉/相消干涉,并记录此时干涉次数为0次;

步骤S3:在时间t内再次在水平方向上移动被测物体,读数头/三角波反射镜随被测物体一起移动,记录第二光电探测器上产生的相长干涉/相消干涉次数为M;

步骤S4:通过第一光电探测器上激光束入射位置点的变化计算时间t内的平均激光束波长λ;

步骤S5:根据第二光电探测器上产生的相长干涉/相消干涉次数M、激光平均波长λ,计算出被测物体第二次在水平方向上的位移量步骤S6:重复步骤S3至步骤S5,计算被测物体累计位移量。

8.一种激光干涉位移测量装置的使用方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤S1:将三角波反射镜/读数头固定设置,并将读数头/三角波反射镜设置于被测物体上,使得读数头/三角波反射镜随被测物体一起移动;

步骤S2:开启激光源,使用处理器检测第二光电探测器上产生的干涉现象,读数头/三角波反射镜随被测物体在竖直方向上移动,使得第二光电探测器上产生的干涉现象为相长干涉/相消干涉,并记录此时激光干涉次数为0;

步骤S3:在时间t内再次在竖直方向上移动被测物体,读数头/三角波反射镜随被测物体一起移动,记录第二光电探测器上产生的相长干涉/相消干涉次数为M;

步骤S4:通过第一光电探测器上激光束入射位置点的变化计算时间t内的平均激光束波长λ;

步骤S5:根据第二光电探测器上产生的相长干涉/相消干涉次数M、激光束平均波长λ,计算出读数头/三角波反射镜第二次在竖直方向上的位移量步骤S6:重复步骤S3至步骤S5,计算被测物体累计位移量。