基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，包括：包括：激光光源、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一平面平晶、第二平面平晶、半反半透镜、采集模块和电脑处理终端；所述激光光源、扩束镜、第一透镜、半反半透镜和第一平面平晶通过光线连接，所述采集模块与所述电脑处理终端电连接，所述半反半透镜与第一平面平晶之间设有检测场。本实用新型专利技术通过水平和竖直两个维度进行检测，得到待测气体的折射率梯度、密度梯度、密度分布以及温度分布，适用性更强，提高检测准确性，大大降低了检测工序。

A device for measuring gas parameters based on two-dimensional shearing interference

【技术实现步骤摘要】
基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置
本技术涉及光电化微加工
，更具体地说涉及基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置。
技术介绍
传统测量空气折射率梯度的方法有阴影法、纹影法、干涉法等等。阴影法一般用于定性分析，不能定量分析，纹影法是根据光强的分布反映折射率梯度分布的一种方法，它需要测量接收屏上的对比度，相对耗时，而且准确率不高。采用普通的干涉法能提高测量的准确度，但在应用之中局限比较明显，往往测量环境多变，容易影响干涉效果。阴影法、纹影法和普通干涉法都限制在一维的分析或测量。
技术实现思路
本技术提供一种基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，通过两个维度同时检测，提高检测精度。本技术解决其技术问题的解决方案是：一种基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，包括：激光光源、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一平面平晶、第二平面平晶、半反半透镜、采集模块和电脑处理终端；所述激光光源、扩束镜、第一透镜、半反半透镜和第一平面平晶通过光线连接，所述采集模块与所述电脑处理终端电连接，所述半反半透镜与第一平面平晶之间设有检测场；所述第一平面平晶沿竖直方向设置，所述第一平面平晶与垂直地面方向形成第一倾角θ1，所述第二平面平晶沿水平方向设置，所述第二平面平晶与水平地面方向形成第二倾角θ2；所述激光光源发出的光束依次通过扩束镜、第一透镜和半反半透镜后，射入检测场，光束经过检测场后射入第一平面平晶，光束经过第一平面平晶后出射光射向检测场，透过检测场的光束被半反半透镜反射到第二平面平晶，第二平面平晶的出射光透过第二透镜射入采集模块。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一平面平晶沿竖直方向设置，所述第一平面平晶与垂直地面方向形成第一倾角θ1，其中0°＜θ1≤1°。作为上述技术方案的进一步改进，所述第二平面平晶沿水平方向设置，所述第二平面平晶与水平地面方向形成第二倾角θ2，其中0°＜θ2≤15°。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光光源为He-Ne激光器。作为上述技术方案的进一步改进，所述激光光源为二氧化碳激光器。作为上述技术方案的进一步改进，所述采集模块为相机。作为上述技术方案的进一步改进，所述第一透镜和第二透镜为准直透镜。本技术的有益效果是：本技术通过水平和竖直两个维度进行检测，得到待测气体两个维度的折射率梯度、密度梯度以及温度分布，适用性更强，提高检测准确性，大大降低了检测工序。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。图1是本技术的俯视结构示意图；图2为测量平面平晶的倾角的原理图；图3是剪切干涉法的原理图；图4是剪切干涉前的平行光波面；图5是剪切干涉后的平行光波面；图6是剪切干涉示意图；图7是第一剪切干涉图像；图8是第二剪切干涉图像；图9是加干扰后横干涉条纹的位移示意图；图10是加干扰后竖干涉条纹的位移示意图；图11是可控温电烙铁放置的第一位置；图12是可控温电烙铁位于第一位置时沿x方向的折射率梯度示意图；图13是可控温电烙铁位于第一位置时沿y方向的折射率梯度示意图；图14是可控温电烙铁位于第一位置时沿x方向的密度梯度示意图；图15是可控温电烙铁位于第一位置时沿y方向的密度梯度示意图；图16是可控温电烙铁位于第一位置时的密度分布图；图17是可控温电烙铁位于第一位置时的温度分布图；图18是可控温电烙铁放置的第二位置；图19是可控温电烙铁位于第二位置时沿x方向的折射率梯度示意图；图20是可控温电烙铁位于第二位置时沿y方向的折射率梯度示意图；图21是可控温电烙铁位于第二位置时沿x方向的密度梯度示意图；图22是可控温电烙铁位于第二位置时沿y方向的密度梯度示意图；图23是可控温电烙铁位于第二位置时的密度分布图；图24是可控温电烙铁位于第二位置时的温度分布图。具体实施方式以下将结合实施例和附图对本技术的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本技术的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本技术的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本技术的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本技术保护的范围。另外，文中所提到的所有连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少连接辅件，来组成更优的连接结构。本专利技术创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。实施例1，参考图1，基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，包括：激光光源100、扩束镜200、第一透镜300、第二透镜400、第一平面平晶500、第二平面平晶600、半反半透镜700、采集模块800和电脑处理终端900；所述激光光源100、扩束镜200、第一透镜300、半反半透镜700和第一平面平晶500通过光线连接，所述采集模块800与所述电脑处理终端900电连接，所述半反半透镜700和第一平面平晶500之间设有检测场130；所述第一平面平晶500沿竖直方向设置，所述第一平面平晶500与垂直地面方向形成第一倾角θ1，所述第二平面平晶600沿水平方向设置，所述第二平面平晶600与水平地面方向形成第二倾角θ2；所述激光光源100发出的光束依次通过扩束镜200、第一透镜300和半反半透镜700后，射入检测场130，光束经过检测场130后射入第一平面平晶500，光束经过第一平面平晶500后出射光透过检测场130射向半反半透镜700，透过检测场130的光束半反半透镜700反射到第二平面平晶600，第二平面平晶600的出射光透过第二透镜400射入采集模块800。在半反半透镜700和第一平面平晶500之间设置检测场130，所述检测场130用于设置参考气体和待测气体。首先分别对待测气体和参考气体依次进行竖直方向的剪切干涉和水平方向的剪切干涉，以参考气体作为参考，将参考气体作为未加干扰气体，则待测气体相对参考气体为加干扰后的气体。加了干扰后的气体，激光光束经过时的光程差会发生变化，同时待测气体的折射率相对改变，则待测气体的剪切干涉的横干涉条纹和竖干涉条纹相对参考气体的横干涉条纹和竖干涉条纹发生位移，通过得到的横干涉条纹和竖干涉条纹的位移量来计算出待测气体的待测气体的折射率梯度、密度梯度和温度分布。本技术的工作原理：所述激光光源100发出的光束依次经过扩束镜200和第一透镜300后形成平行光束，所述平行光束色透过半反半透镜700射入检测场130，光束透过检测场130后本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，其特征在于，包括：激光光源、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一平面平晶、第二平面平晶、半反半透镜、采集模块和电脑处理终端；/n所述激光光源、扩束镜、第一透镜、半反半透镜和第一平面平晶通过光线连接，所述采集模块与所述电脑处理终端电连接，所述半反半透镜与第一平面平晶之间设有检测场；/n所述第一平面平晶沿竖直方向设置，所述第一平面平晶与垂直地面方向形成第一倾角θ

【技术特征摘要】
1.基于二维剪切干涉测量待测气体参数的装置，其特征在于，包括：激光光源、扩束镜、第一透镜、第二透镜、第一平面平晶、第二平面平晶、半反半透镜、采集模块和电脑处理终端；
所述激光光源、扩束镜、第一透镜、半反半透镜和第一平面平晶通过光线连接，所述采集模块与所述电脑处理终端电连接，所述半反半透镜与第一平面平晶之间设有检测场；
所述第一平面平晶沿竖直方向设置，所述第一平面平晶与垂直地面方向形成第一倾角θ1，所述第二平面平晶沿水平方向设置，所述第二平面平晶与水平地面方向形成第二倾角θ2；
所述激光光源发出的光束依次通过扩束镜、第一透镜和半反半透镜后，射入检测场，光束经过检测场后射入第一平面平晶，光束经过第一平面平晶后出射光射向检测场，透过检测场的光束被半反半透镜反射到第二平面平晶，第二平面平晶的出射光透过第二透镜射入采集模块。


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【专利技术属性】
技术研发人员：张新，李飞龙，孔嘉勇，刘诗媚，罗文华，蔡静，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44