专利名称：一种用于光应力测试的新型光源系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及实验力学中的光贴片应力测试技术，为光贴片应力测试仪器及相关仪器提供光源。
背景技术：
在光贴片应力测试中所使用的反射式光弹仪，由专用光源经偏振片及1/4波片而产生所需偏振光，通过具有双折射特性的传感材料，在变形后产生干涉条纹进行应变和应力的测量。由于测试结果依据的信息是光的干涉条纹图象，所以光源是仪器的关键组成部分。为有效利用光源，避免漏光造成光的不必要损失，光源部分通常靠近光学元件安装，因此要求光源稳定、具备一定的亮度以得到理想的图象信息，同时还要求由于灯泡发光发热引起光源前端的温升控制在一定范围内，以避免造成光学元件的损坏，延长仪器的使用寿命。现有仪器上的光源采用交流电源，半反射式灯泡和相应的散热结构，在使用中存在的问题是光源不稳定，光源亮度低，同时由于散热风从光源后面进，热风从光源前端排出，散热不理想，光源前端温度高，使用时间过长会造成光源前端光学元件的损坏，降低了仪器的使用寿命，也使得一次实验连续使用时间受到限制。
发明内容
本实用新型的目的是解决现有仪器光源存在的光源光强不稳定、亮度低、光源前端温度高的问题。其特征在于包括外壳部分，外壳上设有风孔，外壳端部设有安装架，安装架从上至下设有毛玻璃、吸热玻璃和平玻璃，内遮光筒设于安装架上，灯座设于外壳上，冷反光杯灯设于灯座上，外壳底部设有通风网和排风扇。本实用新型提供光贴片应力测试仪器的光源系统，包括光源和稳压直流电源以及可重复充电使用的备用直流电源。本实用新型的第一个特征是采用直流稳压电源保证光源的稳定，同时配备了可充电式自备直流电源，用于在没有外接电源的情况下使用。本实用新型的第二个特征是采用直流冷反光杯定向照明灯作为光源的发光部分，实现光源的单向照明，提高了光的使用效率，光源的亮度得到提高。本实用新型的第三个特征是光源的隔热散热结构，由三部分组成，一是通过冷反光杯向后透过一部分产生热量的红外光；二是利用隔热层和吸热玻璃减少热量向光源前端的传递；三是利用散热风扇和灯室的结构设计使冷风从灯室的前端进，经过发热体后热风从后面排出，将灯室内的大部分热量从光源的后面带走。这样就使光源前端的温度降低，光源前端温度的降低延长了仪器的使用寿命，使仪器一次实验连续使用时间不受限制。
附图1为本实用新型光源结构图。
其中1为下外壳，2为上外壳，3为毛玻璃安装环，4为毛玻璃，5为弹性件1，6为弹性件2，7为弹性件3，8为吸热玻璃，9为平光玻璃，10为环形安装架，11为内遮光筒，12为冷反光杯灯，13为灯座，14为排风扇，15为通风网。
附图2为本实用新型直流稳压电源电器元件组成图。
其中21为电源，22为24V输出插头，23为整流桥，24为电源，25为开关，26为保险，27为20V输入插头，28为风扇。
附图3为本实用新型光源前端中心温度随时间变化曲线。
具体实施方式
下面就附图对本实用新型的结构及实施方法进行具体说明。
本实用新型由光源和为光源提供稳压直流的电源及可重复充电使用的备用电源组成。其中光源为核心组成部分，其结构如附图1。由下外壳1和上外壳2通过螺钉联接组成光源的外壳部分，套在环行安装架10的外面并用螺钉联接，在上外壳靠近端部开有两排圆孔作为进风孔。光源的内部由上到下各部件的作用及安装组成是毛玻璃4安装在安装环3上用于产生均匀的漫射光，安装环3套在环形安装架10前端固定；在环形安装架10上先安装吸热玻璃8，再安装平玻璃9，这样在吸热玻璃8和毛玻璃4之间以及吸热玻璃8和平玻璃9之间形成了两个隔热层。在安装环3和环形安装架10的内壁相应位置加工有环形槽，在槽内分别安装弹性件5、6、7，用以分别固定毛玻璃、吸热玻璃和平玻璃。内遮光筒11套在环形安装架10下部并用螺钉联接，用来防止光线通过上外壳2的通风孔泄漏，从而提高光的使用效率。在下外壳1靠近底部的位置安装灯座13，冷反光杯灯12安装在灯座13上。在下外壳1的底部安装通风网15和排风扇14。由冷反光杯灯12产生的定向光首先经过平玻璃9及其与吸热玻璃8之间的隔热层，再穿过吸热玻璃8及其与毛玻璃4之间的隔热层，最后通过毛玻璃4产生均匀的漫射光。另外，当光源工作时排风扇14同时启动，光源外的冷风从上外壳2上的通风孔进入光源，经过冷反光杯灯12的前端温度升高形成热风从下外壳1底部的通风网15排出，带走大部分热量。
本实用新型光源使用24V低压直流电源，直流稳压电源能够提供稳定的电信号，保证光源的稳定。附图2是该直流电源各电器元件的组成及分布。另外配备了24V低压自备直流电源，用于在野外测量没有外接电源的情况，由两块12V蓄电池串连而成，并安装在电池盒内，其输出端与直流稳压电源一致，并与光源的电源插头相匹配。
本实用新型采用直流稳压电源保证了光源的稳定。利用隔热散热结构降低光源前端的温度，散热特点是冷风从前面进，热风从后面排出，采用冷反光杯单向照明及相应的遮光结构，提高光的使用效率。其优点是光源稳定，亮度高，光源前端温度低。
对本实用新型的使用效果和现有仪器光源进行对比实验测试，依据JJG 246-91发光强度标准灯检定规程，用BDQ8-77-174发光强度一级标准灯对反应光源亮度的指标——光强进行了测试。本光源光强为5900cd，现有仪器光源光强为3030cd，光源的光强比现有仪器光源提高了95％。在光源前端从中心向外各取三个点，用RS232C数字式万用表测量其在一小时内的温度变化，其结果如表1所示，其中心位置随时间温度变化曲线如图3所示。从测量的数据结果看，现有光源前端普遍温度高，且分布不均匀，其中心和边部温度相差大，而新的光源温度低且分布较均匀，温差相对要小，中心位置温度降低了24℃，比现有仪器光源前端温度降低了30％左右。
表1 光源前端温度测量结果
权利要求一种用于光应力测试的新型光源系统，其特征在于包括外壳部分，外壳上设有风孔，外壳端部设有安装架，安装架从上至下设有毛玻璃、吸热玻璃和平玻璃，内遮光筒设于安装架上，灯座设于外壳上，冷反光杯灯设于灯座上，外壳底部设有通风网和排风扇。
专利摘要本实用新型的名称为一种用于光应力测量的新型光源系统，涉及的技术领域为实验力学中的光贴片应力测试技术，为光贴片应力测试仪器提供光源，包括光源和稳压直流电源以及可重复充电使用的备用直流电源。为解决目前仪器存在的光源不稳定、亮度低、光源前端温度高的问题，本实用新型采用直流稳压电源保证了光源的稳定，利用隔热和散热结构降低光源前端的温度，散热特点是冷风从前面进，热风从后面排出，采用冷反光杯单向照明及相应的遮光结构，提高光的使用效率。
文档编号G01L1/24GK2879153SQ20052011358
公开日2007年3月14日 申请日期2005年7月15日 优先权日2005年7月15日
发明者刘桂华, 严承蔼, 任广升, 蒋智 申请人:北京机电研究所