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专利号: 2021102190195
申请人: 江南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2023-10-10
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种双频定量光弹性测量仪,其特征在于,包括双波长面光源(13),在所述双波长面光源(13)出射光线的传播路径上依次设有起偏器(2)、检偏器(8)、成像透镜(6)和光电探测器(9)。

2.根据权利要求1所述的双频定量光弹性测量仪,其特征在于,所述双波长面光源(13)由开关控制,先后发出波长为λ1和波长为λ2两种频率的光。

3.根据权利要求1所述的双频定量光弹性测量仪,其特征在于,所述起偏器(2)和检偏器(8)能够绕自身的偏转轴旋转。

4.根据权利要求1‑3任一所述的双频定量光弹性测量仪,其特征在于,所述双波长面光源(13)用双波长点光源(12)代替,并在起偏器(2)与检偏器(8)之间设置第一四分之一波片(3)和第二四分之一波片(7)。

5.根据权利要求1‑3任一所述的双频定量光弹性测量仪,其特征在于,所述双波长面光源(13)用双波长点光源(12)代替,并在双波长点光源(12)与起偏器(2)之间增设准直透镜(4)。

6.根据权利要求1‑3任一所述的双频定量光弹性测量仪,其特征在于,所述双波长面光源(13)用双波长线光源(14)代替,并在双波长线光源(14)前设置机械移动装置(15)。

7.一种双频定量光弹性测量方法,所述双频定量光弹性测量方法应用权利要求1‑6任一所述的双频定量光弹性测量仪进行测量,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:打开光源,将光源置于波长λ1发光模式,调节起偏器(2)偏振轴角度为0°,检偏器(8)偏振轴角度为90°,即起偏器(2)与检偏器(8)垂直,采集图像记为I1b,调整光源至波长λ2发光模式,采集图像记为I2b;

步骤二:在起偏器(2)与检偏器(8)之间放入待测样品(5),将光源置于波长λ1发光模式,采集图像记为I11,调整光源至波长λ2发光模式,采集图像记为I21;

步骤三:调节起偏器(2)偏振轴角度为0°,检偏器(8)偏振轴角度为0°,即起偏器(2)与检偏器(8)平行,将光源置于波长λ1发光模式,采集条纹图像记为I’11,调整光源至波长λ2发光模式,采集条纹图像记为I’21;

步骤四:将起偏器(2)偏振轴角度转为45°,检偏器(8)偏振轴角度转为135°,调整光源至波长λ1发光模式,采集条纹图像记为I12,调整光源至波长λ2发光模式,采集条纹图像记为I22;

步骤五:将起偏器(2)偏振轴角度转为90°,检偏器(8)偏振轴角度转为45°,调整光源至波长λ1发光模式,采集条纹图像记为I13,调整光源至波长λ2发光模式,采集条纹图像记为I23;

步骤六:将起偏器(2)偏振轴角度转为0°,检偏器(8)偏振轴角度转为45°,调整光源至λ1发光模式,采集条纹图像记为I14,调整光源至波长λ2发光模式,采集条纹图像记为I24;

步骤七:根据步骤一到六采集到的图像计算待测样品(5)的主应力大小σ(x,y);

步骤八:根据步骤一到六采集到的图像计算待测样品(5)的主应力方向θ。

8.根据权利要求7所述的双频定量光弹性测量方法,其特征在于,所述通过步骤七计算得到待测样品(5)的主应力大小σ(x,y)满足如下关系式:其中,I1(x,y)代表在波长λ1的光源照明下消去背景光影响后的归一化条纹强度分布,I2(x,y)代表在波长λ2的光源照明下消去背景光影响后的归一化条纹强度分布。

9.根据权利要求8所述的双频定量光弹性测量方法,其特征在于,所述归一化条纹强度分布I1(x,y)和归一化条纹强度分布I2(x,y)具体计算过程如下所示:I10=I11+I'11

I20=I21+I'21

其中,I10与I20分别代表波长λ1与波长λ2照明时的照明光强。

10.根据权利要求7所述的双频定量光弹性测量方法,其特征在于,所述通过步骤八计算得到待测样品(5)的主应力方向θ满足如下关系式: