本实用新型专利技术公开了一种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，包括一立柱，所述立柱上套有一个水平设置的能够上下移动的工作台，所述工作台上设有若干孔，每个孔中均设有一个能上下微调的伸出杆及弹性细触针，所述弹性细触针设置于伸出杆的下端，所述弹性细触针表面上刻槽敷设有光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅通过光纤与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连。光纤光栅检测微位移精确度、灵敏度高，触针径细可检查工件内部的粗糙度，可多个触针排列，作线扫描，形成面粗糙度和形貌度，经计算机进一步处理，可得到工件表面形貌度图像，效率高，仪器结构简单，成本低。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
本技术涉及ー种测量仪，尤其是ー种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置。
技术介绍
加工件表面粗糙度是指エ件表面的加工痕迹的平整和光滑程度，它是加工零件的重要特性指标之一。随着近代エ业生产加工水平与相关科学技术的发展，世界各国在这ー领域做出的研究也颇为深入，各国的科技工作者都试图寻找ー种不受人为因素影响、測量效率更高的表面測量仪。从探测方式上，表面粗糙度测量可以分为非接触和接触式两种， 非接触式測量利用对表面形貌没有影响的手段间接反映被测表面信息，如，依靠光学、电磁波和图像处理等手段实现表面粗糙度测量的方法。这种方法不会引起工件表面划伤与变形，但受光学材料性能、エ件安装、倾斜程度以及环境因素影响过大，而且其结构复杂，不便携帯，其使用受到了一定的限制。从技术原理上，表面粗糙度测量方法常见有粗糙度样板比较法(被测表面与标有一定高度參数的粗糙度样板相比较来确定粗糙度參数的方法)，光切显微镜測量法(利用光切原理，借助光切显微镜測量表面粗糙度)，干涉显微镜测量法(是采用光波干渉原理測量)，电动轮廓仪感触法(也叫针描法，采用电动轮廓仪，利用仪器的触针与被测表面相接触，并使触针以一定速度沿着被测表面移动，由于被测表面有微小的峰谷，使触针在滑动的同时还沿轮廓的垂直方向上下运动。触针运动的微小变化通过传感器转换成电信号，记录显示)。在现代测量中，越来越高的技术指标和測量精度要求有新型、快速、柔性好、能直接进行非破坏检测的传感器实现非接触測量。光纤用于传感是光电子技术的新结晶，它具有常规检测技术不可比拟的诸多优点，而且能实现“传”和“感”的合ニ为一，所以用光纤传感器进行非接触测量是当今测量领域中传感技术发展的主导方向之一。但目前见到的光纤表面粗糙度传感器主要是利用光纤对光的传输特性。当一束光以角度Θ i入射到被测表面时，如果表面是理想光滑的，入射光将沿镜反射方向全部反射；如果表面是粗糙的，入射光的一部分或全部会产生散射并偏离镜反射角Θ S，因此空间某角度内的光能变化，可以反映表面粗糙度的特征。光纤光栅传感器可以测量I个微应变的微小位移变化，且具有灵敏，质量轻，径细，利用此原理，可制作成触针式表面粗糙度和エ件表面形貌度测量仪器。
技术实现思路
本技术的目的是为克服上述现有技术的不足，提供ー种结构简单，使用方便，测量精度高的光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置。为实现上述目的，本技术采用下述技术方案一种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，包括一立柱，所述立柱上套有ー个水平设置的能够上下移动的工作台，所述工作台上设有若干孔，每个孔中均设有ー个能上下微调的伸出杆及弹性细触针，所述弹性细触针设置于伸出杆的下端，所述弹性细触针表面上刻槽敷设有光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅通过光纤与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连。所述立柱上套有精密滚轴丝杠，工作台通过螺丝套在精密滚珠丝杠上，由精密驱动机构驱动滚珠丝杠转动，带动工作台上下移动。所述伸出杆通过微调机构设置于工作台的孔中，所述微调机构与螺旋测微器的微调机构一致，在此不再赘述。所述伸出杆下端焊接弹性细触针，光纤布拉格光栅沿着弹性细触针纵向方向表面刻槽敷设，保证光纤布拉格光栅仅仅受细触针的压力和张伸力。若干弾性触针上的光纤布拉格光栅通过光纤连接到光纤光栅解调仪上，分析出触针受的压应变和张伸应变，解调仪连接计算机进一步数据处理，结合触针的空间排列和位置，描绘出エ件表面形貌和粗糙度。 所述工作台下面是放置エ件的移动导轨工作台，用来移动エ件，进行エ件表面粗糙度的扫面测量。本技术采用上述技术方案，应用时，将工作台调节至被测试件上部，通过微调弾性细触针，使所有弾性触针的针头均接触于被测试件表面，然后由精密驱动机构驱动放置检测エ件的导轨工作台等速水平移动，触针感受被测表面的粗糙度和形貌，引起弹性细触针的不同受カ微变形、微位移，姆个光纤布拉格光栅产生与微位移成线性关系的反射谱中心波长漂移，反射谱变化经光纤传输到光纤光栅解调器，再经数据处理装置，分析エ件表面的面粗糙度和形貌，即可确定被测试件表面形貌和粗糙度。本技术的有益效果是，光纤光栅检测微位移精确度、灵敏度高，触针径细可检查エ件内部的粗糙度，可多个触针排列，作线扫描，形成面粗糙度和形貌度，经计算机进ー步处理，可得到エ件表面形貌度图像，效率高，仪器结构简单，成本低。附图说明图I是本技术结构示意图；其中I.立柱,2.伸出杆,3.微调机构,4.光纤布拉格光栅,5.弹性细触针,6.移动导轨工作台，7.工作台。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术进ー步说明。如图I所示，一种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，包括一立柱1，所述立柱I上套有ー个水平设置的能够上下移动的工作台7，所述工作台7上设有若干孔，每个孔中均设有ー个能上下微调的伸出杆2及弾性细触针5，所述弹性细触针5设置于伸出杆2的下端，所述弹性细触针5表面上刻槽敷设有光纤布拉格光栅4，光纤布拉格光栅4通过光纤与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连。所述立柱I上套有精密滚轴丝杠，工作台7通过螺丝套在精密滚珠丝杠上，由精密驱动机构驱动滚珠丝杠转动，带动工作台7上下移动。所述伸出杆2通过微调机构3设置于工作台7的孔中，所述微调机构3与螺旋测微器的微调机构一致，在此不再赘述。所述伸出杆2下端焊接弹性细触针5，光纤布拉格光栅沿着弹性细触针5纵向方向表面刻槽敷设，保证光纤布拉格光栅仅仅受细触针的压力和张伸力。若干弾性触针5上的光纤布拉格光栅通过光纤连接到光纤光栅解调仪上，分析出触针受的压应变和张伸应变，解调仪连接计算机进ー步数据处理，结合触针的空间排列和位置，描绘出エ件表面形貌和粗糙度。所述工作台7下面是放置エ件的移动导轨工作台6，用来移动エ件，进行エ件表面粗糙度的扫面测量。本技术采用上述技术方案，应用时，将工作台7调节至被测试件上部，通过微调弹性细触针5，使所有弾性触针的针头均接触于被测试件表面，然后由精密驱动机构驱动放置检测エ件的移动导轨工作台6等速水平移动，触针感受被测表面的粗糙度和形貌，引起弾性细触针5的不同受カ微变形、微位移，每个光纤布拉格光栅4产生与微位移成线性关系的反射谱中心波长漂移，反射谱变化经光纤传输到光纤光栅解调器，再经数据处理装置，分析エ件表面的面粗糙度和形貌，即可确定被测试件表面形貌和粗糙度。上述虽然结合附图对本技术的具体实施方式进行了描述，但并非对本技术保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本技术的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本技术的保护范围以内。权利要求1.一种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，其特征是，包括一立柱，所述立柱上套有ー个水平设置的能够上下移动的工作台，所述工作台上设有若干孔，每个孔中均设有ー个能上下微调的伸出杆及弹性细触针，所述弹性细触针设置于伸出杆的下端，所述弹性细触针表面上刻槽敷设有光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅通过光纤与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连。2.如权利要求I所述的光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，其特征是，所述立柱上套有精密滚轴丝杠，工作台通过螺丝套在精密滚珠丝杠上本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种光纤微传感表面形貌和粗糙度测量装置，其特征是，包括一立柱，所述立柱上套有一个水平设置的能够上下移动的工作台，所述工作台上设有若干孔，每个孔中均设有一个能上下微调的伸出杆及弹性细触针，所述弹性细触针设置于伸出杆的下端，所述弹性细触针表面上刻槽敷设有光纤布拉格光栅，光纤布拉格光栅通过光纤与光纤光栅解调器相连，光纤光栅解调器通过线路与数据处理装置相连。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋奇，张帅帅，杨猛，卢丽胜，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：实用新型
国别省市：
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