干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及干涉條紋測控【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體地,涉及干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置。干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其中,包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、與步進(jìn)電機(jī)電連接的邁克爾遜干涉儀、接收邁克爾遜干涉儀射出光線的CCD傳感器;還包括PC機(jī),PC機(jī)上設(shè)有接口總線,接口總線分別與CCD傳感器、單片機(jī)連接;單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接;PC機(jī)上設(shè)有以太網(wǎng)卡,PC機(jī)的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動(dòng)設(shè)備連接;所述的CCD傳感器為面陣CCD傳感器。設(shè)計(jì)基于PC平臺和智能移動(dòng)設(shè)備平臺的遠(yuǎn)程通信客戶端,通過互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)人員免受空間影響進(jìn)行實(shí)時(shí)通信討論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享,方便各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行并很好的降低實(shí)驗(yàn)對環(huán)境的要求。
【專利說明】 干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及干涉條紋測控【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體地,涉及干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置?!颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的干涉條紋計(jì)數(shù)采用人工計(jì)數(shù)法,通過人眼觀察條紋的變化并記錄,該方法不但容易造成眼睛疲勞和傷害,而且人為誤差較大;為了實(shí)現(xiàn)計(jì)數(shù)的自動(dòng)化,有研究人員提出了通過光電檢測元件將干涉條紋的變化轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柕淖兓缓笸ㄟ^對此電信號的處理,最終完成干涉條紋的自動(dòng)計(jì)數(shù)的方法。但該方法對器件的擺放要求苛刻,且隨著測量的進(jìn)行,條紋的厚度也將出現(xiàn)變化,這就要求隨著測量不斷地調(diào)整器件位置,這在實(shí)際應(yīng)用中是不可行的;論文《一種新的邁克爾遜干涉條紋計(jì)數(shù)方法》中,林江豪采用線陣CCD作為光電傳感器件來設(shè)計(jì)條紋計(jì)數(shù)器,解決系統(tǒng)工作不可靠的問題,但缺點(diǎn)是在數(shù)據(jù)處理方面,閾值取數(shù)據(jù)最大與最小值之和的中值,有一定誤差;采用的均值濾波算法模糊了圖像邊緣,不利于后續(xù)的處理;采用線陣CCD,系統(tǒng)對攝像頭的擺放調(diào)整要求高,無法獲取和實(shí)時(shí)顯示干涉條紋的二維真實(shí)圖像。論文《新型的邁克爾遜干涉條紋計(jì)數(shù)方法》中,陳木波提出二階差分算法自動(dòng)計(jì)數(shù)邁克爾遜干涉條紋,提高了計(jì)數(shù)精度,但是由于采用線陣CCD采集圖像,采集到的數(shù)據(jù)過度依賴于線陣CCD的擺放位置,容易導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果不穩(wěn)定;在有效數(shù)據(jù)區(qū)域的確定上,通過采集得到的線形圖,結(jié)合最大灰度值點(diǎn)Max和最小灰度值點(diǎn)Min以及閾值的T的下標(biāo)確定有效數(shù)據(jù)范圍,只能獲取到線形圖的有效數(shù)據(jù)區(qū)域,不一定是干涉條紋的真實(shí)有效數(shù)據(jù)區(qū)域。
[0003]實(shí)際上,光的干涉實(shí)驗(yàn)是一個(gè)對環(huán)境要求比較苛刻的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)過程中容易受到外界環(huán)境因素的干擾,比如干擾聲音,使邁克爾遜干涉儀產(chǎn)生輕微的震動(dòng),引起干涉環(huán)的波動(dòng),導(dǎo)致計(jì)數(shù)結(jié)果存在差異?,F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求實(shí)驗(yàn)人員必須在實(shí)驗(yàn)儀器前進(jìn)行操作,在操作過程中要盡可能地小心從而降低對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,使得光的干涉測量實(shí)驗(yàn)受到實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)和時(shí)間的局限,對實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行造成不便。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷,提供干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,可使相關(guān)的實(shí)驗(yàn)更加的穩(wěn)定、準(zhǔn)確、便捷。
[0005]為解決上述技術(shù)問題,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其特征在于,包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、與步進(jìn)電機(jī)電連接的邁克爾遜干涉儀、接收邁克爾遜干涉儀射出光線的CCD傳感器;還包括PC機(jī),PC機(jī)上設(shè)有接口總線,接口總線分別與CCD傳感器、單片機(jī)連接;單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接;PC機(jī)上設(shè)有以太網(wǎng)卡,PC機(jī)的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動(dòng)設(shè)備連接;所述的CCD傳感器為面陣CCD傳感器。
[0006]本實(shí)用新型不再使用傳統(tǒng)的線陣CCD,而是改為面陣CCD作為圖像采集器,使得采集到的圖像為二維圖像,使觀測更直觀,使得結(jié)合相關(guān)圖像處理技術(shù)和梯度角計(jì)數(shù)等方法成為可能。[0007]步進(jìn)電機(jī)控制邁克爾遜干涉儀。使得對于邁克爾遜干涉儀的操作機(jī)械化成為可倉泛。
[0008]在PC機(jī)加入電腦客戶端軟件,功能上實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的實(shí)時(shí)通信、文件傳輸和遠(yuǎn)程測控。擺脫空間上的束縛,使得實(shí)驗(yàn)人員可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0009]加入智能移動(dòng)設(shè)備客戶端,讓實(shí)驗(yàn)人員有更多選擇。功能上實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的實(shí)時(shí)通信和遠(yuǎn)程測控。擺脫空間上的束縛,使得實(shí)驗(yàn)人員可以隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
[0010]進(jìn)一步的,所述的步進(jìn)電機(jī)還與單片機(jī)電連接。接口總線會發(fā)信息給單片機(jī)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng),而單片機(jī)會記錄步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù),再把轉(zhuǎn)數(shù)返回給接口總線。因此,使用單片機(jī)來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),使得對于實(shí)驗(yàn)的操作自動(dòng)化成為可能。
[0011]進(jìn)一步的,所述的PC機(jī)上還設(shè)有顯示屏。通過顯示屏可使用戶直觀的看到PC機(jī)上服務(wù)端的使用界面,從而看到干涉條紋的實(shí)驗(yàn)過程。所述的移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)或PDA。
[0012]本實(shí)用新型加入了實(shí)時(shí)通信功能、文件傳輸和遠(yuǎn)程測控功能,使得實(shí)驗(yàn)可以很大程度得解決空間上帶來的限制。實(shí)時(shí)通信功能允許實(shí)驗(yàn)人員在異地進(jìn)行即時(shí)討論。使得實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更便利,多人互動(dòng)性更高。文件傳輸功能允許實(shí)驗(yàn)人員通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)相關(guān)文件和數(shù)據(jù)的傳輸,使得實(shí)驗(yàn)更加便利。
[0013]遠(yuǎn)程測控功能允許實(shí)驗(yàn)人員在實(shí)驗(yàn)操作設(shè)備以外的地方進(jìn)行實(shí)驗(yàn),積極效果主要有兩點(diǎn):一、使用機(jī)械操作實(shí)驗(yàn)設(shè)備代替人手對實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行操作,減少人手操作帶來的誤差。且系統(tǒng)可直接獲取操作結(jié)果。二、遠(yuǎn)程測控的實(shí)現(xiàn)使實(shí)驗(yàn)設(shè)備不再受空間限制,因此可以將設(shè)備擺放在無干擾的、更適合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的地點(diǎn)。降低了環(huán)境帶來的影響。從而精確地計(jì)數(shù)出干涉條紋變化的圈數(shù),使邁克爾遜干涉儀的激光波長測量和空氣折射率等實(shí)際應(yīng)用更加的精確、智能與方便。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比,有益效果是:
[0015]1、設(shè)計(jì)基于互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的實(shí)時(shí)通信和文件傳輸功能
[0016]首次提出在邁克爾遜干涉條紋計(jì)數(shù)系統(tǒng)中加入實(shí)時(shí)通信思想。設(shè)計(jì)基于PC平臺和智能移動(dòng)設(shè)備平臺的遠(yuǎn)程通信客戶端,通過互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)人員免受空間影響進(jìn)行實(shí)時(shí)通信討論和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)共享,方便各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,目前相關(guān)文獻(xiàn)中尚未有研究人員采用。
[0017]2、設(shè)計(jì)基于互聯(lián)網(wǎng)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的遠(yuǎn)程測控功能
[0018]首次提出在邁克爾遜干涉條紋計(jì)數(shù)系統(tǒng)中加入遠(yuǎn)程測控思想。設(shè)計(jì)基于PC平臺和智能移動(dòng)設(shè)備平臺的遠(yuǎn)程通信客戶端,通過互聯(lián)網(wǎng)與移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)對實(shí)驗(yàn)設(shè)備的遠(yuǎn)程測控。使得實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)設(shè)備前無人的情況下仍可正常進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。方便各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行,目前相關(guān)文獻(xiàn)中尚未有研究人員采用。
[0019]3、采用面陣C⑶圖像采集器
[0020]系統(tǒng)采用面陣CXD代替?zhèn)鹘y(tǒng)實(shí)驗(yàn)中的線陣(XD,采集得到二維圖像信息全面,圖像直觀明了,更能全方位、更方便、準(zhǔn)確地顯示和計(jì)數(shù)干涉條紋。
[0021 ] 4、設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制儀器滾輪滾動(dòng)
[0022]設(shè)計(jì)步進(jìn)電機(jī)控制邁克爾遜干涉儀微動(dòng)滾輪滾動(dòng),使系統(tǒng)更加智能化與自動(dòng)化。大大降低了人手操作帶來的誤差?!緦@綀D】
【附圖說明】
[0023]圖1是本實(shí)用新型的整體模塊示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]附圖僅用于示例性說明,不能理解為對本專利的限制;為了更好說明本實(shí)施例,附圖某些部件會有省略、放大或縮小,并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸;對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說,附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。
[0025]如圖1所示,干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其中,包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、與步進(jìn)電機(jī)電連接的邁克爾遜干涉儀、接收邁克爾遜干涉儀射出光線的CCD傳感器;還包括PC機(jī),PC機(jī)上設(shè)有接口總線,接口總線分別與CCD傳感器、單片機(jī)連接;單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接;PC機(jī)上設(shè)有以太網(wǎng)卡,PC機(jī)的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動(dòng)設(shè)備連接;所述的CCD傳感器為面陣C⑶傳感器。本裝置主要由五大部件組成:單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、邁克爾遜干涉儀、面陣CXD傳感器、PC機(jī)和智能移動(dòng)設(shè)備。具體模塊框架圖參見圖1,其中在目前相關(guān)文獻(xiàn)和專利中并未曾查詢到加入智能移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程測控和通信的同類實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
[0026]本實(shí)施例中提出一種基于面陣CXD的邁克爾遜干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,在硬件方面采用面陣CCD (而非目前普遍采用的線陣CCD)并加入單片機(jī)和步進(jìn)電機(jī)實(shí)現(xiàn)邁克爾遜干涉儀的機(jī)械化操作;利用可靠的TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信,實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)端之間的即時(shí)通信、文件傳輸和遠(yuǎn)程測控,實(shí)現(xiàn)邁克爾遜干涉條紋實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)化操作,克服實(shí)驗(yàn)應(yīng)用環(huán)境可能帶來的困難。
[0027]進(jìn)一步的,所述的步進(jìn)電機(jī)還與單片機(jī)電連接。使用單片機(jī)來驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī),使得對于實(shí)驗(yàn)的操作自動(dòng)化成為可能。
[0028]進(jìn)一步的,所述的PC機(jī)上還設(shè)有顯示屏。通過顯示屏可使用戶直觀的看到PC機(jī)上服務(wù)端的使用界面,從而看到干涉條紋的實(shí)驗(yàn)過程。所述的移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)或PDA。
[0029]本實(shí)施例中加入了實(shí)時(shí)通信功能、文件傳輸和遠(yuǎn)程測控功能,使得實(shí)驗(yàn)可以很大程度得解決空間上帶來的限制。實(shí)時(shí)通信功能允許實(shí)驗(yàn)人員在異地進(jìn)行即時(shí)討論。使得實(shí)驗(yàn)進(jìn)展更便利,多人互動(dòng)性更高。文件傳輸功能允許實(shí)驗(yàn)人員通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)相關(guān)文件和數(shù)據(jù)的傳輸,使得實(shí)驗(yàn)更加便利。
[0030]顯然,本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例,而并非是對本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說,在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其特征在于,包括單片機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、與步進(jìn)電機(jī)電連接的邁克爾遜干涉儀、接收邁克爾遜干涉儀射出光線的CXD傳感器;還包括PC機(jī),PC機(jī)上設(shè)有接口總線,接口總線分別與CCD傳感器、單片機(jī)連接;單片機(jī)與步進(jìn)電機(jī)連接;PC機(jī)上設(shè)有以太網(wǎng)卡,PC機(jī)的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動(dòng)設(shè)備連接;所述的CXD傳感器為面陣CXD傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其特征在于:所述的PC機(jī)上還設(shè)有顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干涉條紋遠(yuǎn)程測控裝置,其特征在于:所述的智能移動(dòng)設(shè)備為手機(jī)或PDA。
【文檔編號】G01J9/02GK203396490SQ201320505374
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】黃曉旋, 黃煜, 黃文艷, 張婉柔, 馬文華, 李心廣, 漆建軍 申請人:廣東外語外貿(mào)大學(xué), 黃曉旋, 黃煜, 黃文艷, 張婉柔, 馬文華, 李心廣, 漆建軍