一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，包括用于对试件加载负荷的电子拉伸试验机，电子拉伸试验机上设有位移测量装置；所述的位移测量装置包括箱体(1)，箱体内设有激光器(2)、分光镜(3)、侧部反射镜(4)、干涉模块(7)、光强传感器(8)和光强信号处理电路(9)；位移测量装置还包括固定在电子拉伸试验机的活动横梁(10)底部的顶部反射镜(5)；激光器竖直设置在箱体内腔的底部；分光镜倾斜45°设置，干涉模块处设有光强传感器(8)，光强传感器的输出端与光强信号处理电路的信号输入端相接。该基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统具有基于激光干涉的位移测量装置，检测精度高。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统。
技术介绍
基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统采用电子拉伸试验机对金属试件进行加载，然而对于金属试件在长度方向的形变是关键的测量参数，形变量采用位移测量装置测量，现有的位移测量装置如电感式位移测量仪等精度很低，无法满足测量要求，因此，有必要设计一种新型的金属材料疲劳损伤试验系统。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，该基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统具有基于激光干涉的位移测量装置，检测精度高。技术的技术解决方案如下：一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，包括用于对试件加载负荷的电子拉伸试验机，电子拉伸试验机上设有位移测量装置；所述的位移测量装置包括箱体(1)，箱体内设有激光器(2)、分光镜(3)、侧部反射镜(4)、干涉模块(7)、光强传感器(8)和光强信号处理电路(9)；位移测量装置还包括固定在电子拉伸试验机的活动横梁(10)底部的顶部反射镜(5)；激光器竖直设置在箱体内腔的底部；分光镜倾斜45°设置，分光镜位于顶部反射镜与激光器出口的连线上，分光镜还位于干涉模块和侧部反射镜之间的连线上，并且分光镜、干涉模块和侧部反射镜在水平高度上平齐；干涉模块处设有光强传感器(8)，光强传感器的输出端与光强信号处理电路的信号输入端相接。所述的激光器为发出红色激光的激光器。有益效果：本技术的基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，由于采用基于激光干涉的位移测量装置，所以能准确地测量出试件的形变量，精度极高，且易于安装实施，为金属材料的疲劳损伤测试提供良好的测试条件。附图说明图1是基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统的总体结构示意图；图2是光强信号处理电路的电原理框图。标号说明：1-箱体，2-激光器，3-分光镜，4-侧部反射镜，5-顶部反射镜，6-光路，7-干涉模块，8-光强传感器，9-光强信号处理电路，10-活动横梁。具体实施方式以下将结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细说明：如图1-2所示，一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，包括用于对试件加载负荷的电子拉伸试验机，电子拉伸试验机上设有位移测量装置；所述的位移测量装置包括箱体1，箱体内设有激光器2、分光镜3、侧部反射镜4、干涉模块7、光强传感器8和光强信号处理电路9；位移测量装置还包括固定在电子拉伸试验机的活动横梁10底部的顶部反射镜5；激光器竖直设置在箱体内腔的底部；分光镜倾斜45°设置，分光镜位于顶部反射镜与激光器出口的连线上，分光镜还位于干涉模块和侧部反射镜之间的连线上，并且分光镜、干涉模块和侧部反射镜在水平高度上平齐；干涉模块处设有光强传感器8，光强传感器的输出端与光强信号处理电路的信号输入端相接。所述的激光器为发出红色激光的激光器。红色激光波长为630nm。激光器发出的光束能经分光镜透射后竖直向上到达顶部反射镜，经顶部反射镜反射后再经分光镜二次反射到达干涉模块，该光路记为S1；激光器发出的光束能经分光镜反射后向侧向(如左侧)到达侧部反射镜，经侧部反射镜反射后再经分光镜投射到达干涉模块，该光路记为S2；S1和S2在干涉模块汇合干涉，随着、S1距离的变化，经过干涉效应，在干涉模块形成光强相异的光斑。光强传感器检测到光强的变化并输出电信号到光强信号处理电路，由光强信号处理电路对该信号进行处理，得到位移变化信息，实现位移的测量。本技术的工作：光强信号处理电路对光强信号的处理以获得位移变化信息为现有成熟技术。如采用A\\D转换器转成数字信号后，对数字信号处理(数字比较器)识别光强最强或最弱，光强最大对应的是S1和S2最大振幅正向叠加，光强最小对应的是S1和S2最大振幅正负抵消。另一种实现方案如图2所示。针对光强信号处理电路的工作原理说明：光强信号u为光强传感器输出的电信号，光强信号经放大电路放大后与参考电压Vref比较，若高于Vref，则输出高电平，否则输出低电平，从而在比较器的输出端形成脉冲信号，脉冲计数器对脉冲计数，脉冲数即与位移量一一对应，从而实现位移的测量。基于干涉理论测量位移的相关原理如下：若两列光束S1和S2的路程相差Nλ(λ为波长)，N为零或正整数，实际合成光的振幅是量分振幅之和，光强最大；当S1和S2的路程差为λ/2(或半波长的奇数倍)时，合成光的振幅和为0，此时光强最小。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，包括用于对试件加载负荷的电子拉伸试验机，电子拉伸试验机上设有位移测量装置；其特征在于：所述的位移测量装置包括箱体(1)，箱体内设有激光器(2)、分光镜(3)、侧部反射镜(4)、干涉模块(7)、光强传感器(8)和光强信号处理电路(9)；位移测量装置还包括固定在电子拉伸试验机的活动横梁(10)底部的顶部反射镜(5)；激光器竖直设置在箱体内腔的底部；分光镜倾斜45°设置，分光镜位于顶部反射镜与激光器出口的连线上，分光镜还位于干涉模块和侧部反射镜之间的连线上，并且分光镜、干涉模块和侧部反射镜在水平高度上平齐；干涉模块处设有光强传感器(8)，光强传感器的输出端与光强信号处理电路的信号输入端相接。

【技术特征摘要】
1.一种基于比重法的金属材料疲劳损伤试验系统，包括用于对试件加载负荷的电子拉伸试验机，电子拉伸试验机上设有位移测量装置；其特征在于：
所述的位移测量装置包括箱体(1)，箱体内设有激光器(2)、分光镜(3)、侧部反射镜(4)、干涉模块(7)、光强传感器(8)和光强信号处理电路(9)；
位移测量装置还包括固定在电子拉伸试验机的活动横梁(10)底部的顶部反射镜(5)；激光器竖直设置在箱体内...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄斌杰，徐小舟，肖敏，司家勇，
申请(专利权)人：中南林业科技大学，
类型：新型
国别省市：湖南;43