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专利名称：非球面光弹性条纹斜射装置的制作方法
技术领域：
实用新型涉及光学无损检测技术领域，具体涉及一种非球面光弹性条纹斜射装置。
背景技术：
在基础光弹性实验中，我们所得到的等差线只能反映模型构件的主应力之差，在很多场合我们需要获得单独的主应力值，这个过程称为主应力分离。斜射法是常用且有效的主应力分离方法。一般传统的斜射法是将试件放置在与试件材料折射率相同的液体槽中进行，操作麻烦，精度低。新型斜射器是利用一对光学棱镜达到使光线斜射的目的，具有操作简单，在视场中可直接观测到直射和斜射的等差线条纹，斜射角度准确稳定，斜射平面可根据主应力方向灵活转动。斜射器的核心元件为两块具有相同折射率的石英晶体棱镜组成。必须为同一块大的石英晶体切割出的两块，以保证其质地、折射率、光轴方向等光学性能相同。且该晶体的折射率应接近光弹模型的折射率，约为1.57，为此必须设计其切割的关键角度δ。早期的光弹性条纹斜射装置受材料、技术的限制，精度很难提高。比如光源不是激光，从而功率不足造成条纹对比度差；准直光场的透镜不是非球面镜，从而准直效果差，光斑聚焦点大，图像畸变大；另外，条纹的计数判读和斜射角度的调节都基于人工操作，从而工作量大，判读困难，误差相应也较大。上述各种原因造成该装置难以得到推广应用。

实用新型内容有鉴于此，本实用新型提供了一种非球面光弹性条纹斜射装置，使观测条纹清晰、设备重量轻且结构紧凑，提高了测量精度和自动化程度。—种非球面光弹性条纹斜射装置，包括光源、扩束镜、两个非球面准直镜、两个偏振片、斜射器、光弹性模型、非球面物镜、成像屏幕、数码相机和计算机，其中，斜射器包括前斜射器晶体棱镜、后斜射器晶体棱镜和两套步进电机驱动机构，如斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜为两块外形相同且具有相同折射率的梯形晶体棱镜，梯形晶体棱镜的折射率应接近光弹模型的折射率η，约为1.57 ;步进电机驱动机构包括步进电机、联轴器、蜗杆和蜗轮，步进电机的输出轴通过联轴器连接蜗杆，蜗杆与蜗轮互相啮合，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜分别嵌入固定在一套步进电机驱动机构中蜗轮的表面上；根据公式(I):
权利要求1.一种非球面光弹性条纹斜射装置，包括光源、扩束镜、两个非球面准直镜、两个偏振片、斜射器、光弹性模型、非球面物镜、成像屏幕、数码相机和计算机，其特征在于所述斜射器包括前斜射器晶体棱镜、后斜射器晶体棱镜和两套步进电机驱动机构，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜为两块外形相同且具有相同折射率的梯形晶体棱镜，梯形晶体棱镜的折射率应接近光弹模型的折射率；步进电机驱动机构包括步进电机、联轴器、蜗杆和蜗轮，步进电机的输出轴通过联轴器连接蜗杆，蜗杆与蜗轮互相啮合，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜分别嵌入固定在一套步进电机驱动机构中蜗轮的表面上；光源的中心是各元件的中心；两套步进电机驱动机构连同前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜分别布置在光弹性模型的左右两边，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜的左右两侧分别布置一组非球面准直镜和偏振片，扩束镜放置在前斜射器晶体棱镜左侧的非球面准直镜的焦点位置，以实现完全平行的准直光，并通过光弹性模型，在后斜射器晶体棱镜右侧的非球面准直镜的焦点处放置非球面物镜，使得斜射条纹成像在成像屏幕的中心，并用数码相机进行记录，再传输并存储到计算机中。
2.如权利要求1所述的非球面光弹性条纹斜射装置，其特征在于所述前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜的材料分别为BaF3、ZK3和PC聚碳酸酯时，其切割的角度δ和高度 h为:
专利摘要本实用新型涉及一种非球面光弹性条纹斜射装置，属于光学无损检测技术领域。其中，斜射器包括前斜射器晶体棱镜、后斜射器晶体棱镜和两套步进电机驱动机构，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜为两块外形相同且具有相同折射率的梯形晶体棱镜，梯形晶体棱镜的折射率应接近光弹模型的折射率；步进电机驱动机构包括步进电机、联轴器、蜗杆和蜗轮，步进电机的输出轴通过联轴器连接蜗杆，蜗杆与蜗轮互相啮合，前斜射器晶体棱镜和后斜射器晶体棱镜分别嵌入固定在一套步进电机驱动机构中蜗轮的表面上；只要输入相同的脉冲，两个蜗轮就实现相同的角度旋转，从而使观测条纹清晰、设备重量轻且结构紧凑，提高了测量精度和自动化程度。
文档编号G01N21/01GK203164110SQ20122049800
公开日2013年8月28日 申请日期2012年9月26日 优先权日2012年9月26日
发明者陆鹏 申请人:中国船舶重工集团公司第七一一研究所