【技术实现步骤摘要】
用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统及方法，尤其是指一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统及方法。
技术介绍
[0002]为了评估材料的聚合收缩，出现了许多方法，如膨胀法、圆盘法和应变片法等。然而这些都是接触型测量方法，限制了试样在聚合过程中的自由收缩，只能获得有限的信息。为了更好地表征聚合收缩动力学，数字图像相关(DIC)的非接触式光学技术被应用于聚合收缩中，并且利用DIC具有全场形变测量的能力，以及结合外部同步触发技术对DIC方法进行了改进，使这种方法能够更好地研究初始聚合收缩过程。DIC虽然具有非接触测量能力，可以表征深度分辨上的聚合收缩，但在存在以下缺点：1、DIC是一种表面变形测量技术，需要专门设计的实验仪器来辅助测量系统，才能评估深度分辨聚合收缩；2、必须在试样表面仔细地制作散斑图案，以保证较高的测量分辨率和精度；3、DIC的灵敏度低，使得一些聚合行为难以被观察到。
技术实现思路
[00...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统，其特征在于，包括激光二极管光源、第一透镜、柱面透镜、分束器、第二透镜、反射镜、第三透镜、滤光片、CCD相机、第四透镜和衍射光栅；所述第一透镜、柱面透镜、分束器和第二透镜从上到下依次设于激光二极管的下方，所述第二透镜的下方设有玻璃载片，所述反射镜、第三透镜和滤光片从下到上依次设置，所述CCD相机、第四透镜和衍射光栅从上到下依次设置；所述激光二极管发出的光线依次经过第一透镜、柱面透镜和分束器，通过分束器后衍射为第一衍射光和第二衍射光，第一衍射光依次经过反射镜、第三透镜和滤光片并射到参考面上；第二衍射光经过第二透镜射到玻璃载片上的标本，标本产生反射光并依次入射到第二透镜、分束器、衍射光栅、第二滤光片和CCD相机。2.根据权利要求1所述的一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统，其特征在于，所述分束器为立方体分束器。3.根据权利要求1所述的一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统，其特征在于，所述激光二极管为超辐射激光二极管。4.根据权利要求1所述的一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统，其特征在于，所述标本为牙科复合材料。5.基于权利要求1至4任一项所述的一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、搭建相敏光学相干层析系统；步骤2、将牙科复合材料置于玻璃载片上形成待测样件，再把待测样件移动到相机的视场范围内，然后通过激光二极管对待测样件进行照射，使样品固化，并通过CCD相机对图像连续采集；步骤3、对搭建的相敏光学相干层析系统的测量精度进行评估；步骤4、利用步骤2中采集到的待测样件的干涉图像组，提取幅频信息，实现材料的截面轮廓成像；步骤5、将相邻之间的幅频图像进行差分计算后，利用矢量梯度算法对牙科材料的聚合收缩性能进行估计。6.根据权利要求5所述的一种用于研究牙科复合材料聚合收缩动力学的非接触式测量系统的测量方法，其特征在于，所述步骤S1的具体内容为：根据光学干涉原理搭建相敏光学相干层析系统：当被测对象和参考平面共有M个表面的反射光参与干涉时，其干涉光强的表达式为其中I为干涉光的光强；为光在第d和第b个表面上反射时产生的相位变化；k＝2π/λ
c
为波数，λ
c
为光波长；Λ
db
为第d和第b个表面之间的光程差；基于光学相干层析的聚合物固化监测技术系统使用了宽带光源的空间调制，采用反射式衍射光栅为分光原件，(1)式中的波数k可以在空间展开，使干涉光形成光谱。在经过CCD相机采样和加窗后，光谱图像的光强表达式为
其中w(k)为相机的矩形窗函数，δk为波数展开方向最小采样间隔对应的波数带宽；对(2)式的光谱沿k轴进行傅里叶变换，得到的幅频特性表达式为其中Δk为波数展开方向CCD相机对应的最大波数带宽；利用幅频特性(3)式，第d和第b表面之间的光程差可以用峰值频率f
db
表示为Λ
db
＝2π/Δk
·
f
db
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)(4)式表明峰值频率f
db
与对应表面间的光程差Λ
db
之间是线性关系，通过(4)式对轮廓进行测量，其测量深度和深...
【专利技术属性】
技术研发人员：倪梓浩，董博，白玉磊，谢胜利，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：
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