一种红木工艺品硬度测量装置的制作方法

本实用新型涉及一种测量装置，尤其涉及一种红木工艺品硬度测量装置。

背景技术：

红木工艺品由于其稀有性而受到了广大收藏者的青睐，在鉴定过程中，需要对红木工艺品的相关参数进行测量，而其中的硬度参数测量，在现有的方法中，普遍需要对红木工艺品进行按压、击打或划刻，再通过测量相应的按压力、回弹力或刻痕深度来得到硬度数值，此类接触式测量方法虽然实现较为简单，但一方面在测量红木这种硬质木材时会出现测量结果不够精确地情况；另一方面，由于部分红木工艺品较为珍贵，如接触式测量过程中不慎在该类红木工艺品上留下永久性的痕迹，则会影响到其整体价值。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于根据现有技术的不足，提供一种红木工艺品硬度测量装置，该装置可直接对红木工艺品进行非接触式测量，在保证测量精度的同时，避免了现有测量装置需要采取按压、击打或划刻等方式进行测量而带来的可能对红木工艺品造成的损坏。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案 ：

一种红木工艺品硬度测量装置，包括第一Nd:YAG脉冲激光器（1）、第二He-Ne激光器（2）、分光镜（3）、透镜（4）、光干涉器（5）、透镜（6）、光电二极管（7）、前置放大电路（8）、比较电路（9）、光电二极管（10）、透镜（11）和载物台（12），第一Nd:YAG脉冲激光器（1）的出光口前置有分光镜（3），分光镜（3）的正向水平光路方向依次设置有透镜（4）、载物台（12）、光干涉器（5）、透镜（6）和光电二极管（7），分光镜（3）的正向垂直光路方向依次设置有透镜（11）和光电二极管（10），光电二极管（10）连接比较电路（9），光电二极管（7）连接前置放大电路（8），前置放大电路（8）连接比较电路（9），载物台（12）的斜侧面设置有第二He-Ne激光器（2）。

所述的光干涉器（5）为法布里-珀罗标准具。

所述的比较电路（9）包括第一MOS管（13）、第二MOS管（14）、第三MOS管（15）、第四MOS管（16）、第五MOS管（17）、第六MOS管（18）、第七MOS管（19）、第一电阻（20）、第二电阻（21）、第八MOS管（22）、第九MOS管（23）、第三电阻（24）、运算放大器（25）、电容（26），第一MOS管（13）的栅极与第二MOS管（14）的栅极相连，第三MOS管（15）的栅极与第四MOS管（16）的栅极相连，第五MOS管（17）的栅极与第六MOS管（18）的栅极相连，第一MOS管（13）的漏极与第三MOS管（15）的源极相连，第二MOS管（14）的漏极与第四MOS管（16）的源极相连，第三MOS管（15）的漏极与第五MOS管（17）的漏极和栅极相连，第六MOS管（18）的漏极与第四MOS管（16）的漏极和栅极相连，第五MOS管（17）的源极和第六MOS管（18）的源极接地，第六MOS管（18）的栅极与第七MOS管（19）的栅极相连，第七MOS管（19）的漏极与第一电阻（20）的一端相连，第七MOS管（19）的源极接地，第一电阻（20）的另一端与第二电阻（21）的一端相连同时与运算放大器（25）的同相输入端相连，第二电阻（21）的另一端与第八MOS管（22）的栅极和漏极相连，第三电阻（24）的一端连接第九MOS管（23）的栅极和漏极，第三电阻（24）的另一端接地同时与运算放大器（25）的反相输入端相连，运算放大器（25）的输出端接电容（26）。

本实用新型的有益效果为 ：

1、通过合理的光路设计并配合不同的激光源，直接对红木工艺品的硬度进行非接触式测量，避免了现有测量装置需要采取按压、击打或划刻等方式进行测量而带来的可能对红木工艺品造成的损坏。

2、采用激光非接触式测量相比于现有测量方式，可以得到更加精确地测量结果。

附图说明

图 1 是本实用新型的结构图。

图 2 是本实用新型比较电路的电路图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步描述 ：

如图1所示，一种红木工艺品硬度测量装置，包括第一Nd:YAG脉冲激光器（1）、第二He-Ne激光器（2）、分光镜（3）、透镜（4）、光干涉器（5）、透镜（6）、光电二极管（7）、前置放大电路（8）、比较电路（9）、光电二极管（10）、透镜（11）和载物台（12），第一Nd:YAG脉冲激光器（1）的出光口前置有分光镜（3），分光镜（3）的正向水平光路方向依次设置有透镜（4）、载物台（12）、光干涉器（5）、透镜（6）和光电二极管（7），分光镜（3）的正向垂直光路方向依次设置有透镜（11）和光电二极管（10），光电二极管（10）连接比较电路（9），光电二极管（7）连接前置放大电路（8），前置放大电路（8）连接比较电路（9），载物台（12）的斜侧面设置有第二He-Ne激光器（2）。

实际工作过程中，第一Nd:YAG脉冲激光器（1）用来激发超声脉冲，其工作波长为1064nm，脉冲宽度为5ns，频率为1Hz，单脉冲能量在60mJ内连续可调，能量控制在10-12mJ以下，使其处于热弹机制状态下；第二He-Ne激光器（2）其功率为5mW，用来检测载物台（12）上的样品表面待测处的超声振动；分光镜（3）的作用是对第一Nd:YAG脉冲激光器（1）产生的脉冲激光进行分束，一路经过透镜（6）汇聚成直径为2-4mm的光束照射到样品表面，激发激光超声，另一路则经过透镜（11）汇聚于光电二极管（10）上，给比较电路（9）提供同步信号；光干涉器（5）为法布里-珀罗标准具，用来接收检测光束的反射光，并把超声信号分离出来；光电二极管（10）和光电二极管（7）的作用是进行光电转换，分别给比较电路（9）提供同步信号和接收出射光；前置放大电路（8）采用射极跟随放大电路，用于接收光电二极管（7）输出的电信号并对其中的微弱超声信号进行放大；比较电路（9）用于检测超声信号变化，并输出代表硬度值的电压。

如图2所示，所述的比较电路（9）包括第一MOS管（13）、第二MOS管（14）、第三MOS管（15）、第四MOS管（16）、第五MOS管（17）、第六MOS管（18）、第七MOS管（19）、第一电阻（20）、第二电阻（21）、第八MOS管（22）、第九MOS管（23）、第三电阻（24）、运算放大器（25）、电容（26），第一MOS管（13）的栅极与第二MOS管（14）的栅极相连，第三MOS管（15）的栅极与第四MOS管（16）的栅极相连，第五MOS管（17）的栅极与第六MOS管（18）的栅极相连，第一MOS管（13）的漏极与第三MOS管（15）的源极相连，第二MOS管（14）的漏极与第四MOS管（16）的源极相连，第三MOS管（15）的漏极与第五MOS管（17）的漏极和栅极相连，第六MOS管（18）的漏极与第四MOS管（16）的漏极和栅极相连，第五MOS管（17）的源极和第六MOS管（18）的源极接地，第六MOS管（18）的栅极与第七MOS管（19）的栅极相连，第七MOS管（19）的漏极与第一电阻（20）的一端相连，第七MOS管（19）的源极接地，第一电阻（20）的另一端与第二电阻（21）的一端相连同时与运算放大器（25）的同相输入端相连，第二电阻（21）的另一端与第八MOS管（22）的栅极和漏极相连，第三电阻（24）的一端连接第九MOS管（23）的栅极和漏极，第三电阻（24）的另一端接地同时与运算放大器（25）的反相输入端相连，运算放大器（25）的输出端接电容（26）。

实际工作过程中，光电二极管（10）和前置放大电路（8）的输出分别接到比较电路（9）的A点和B点，由第一MOS管（13）、第二MOS管（14）、第三MOS管（15）、第四MOS管（16）、第五MOS管（17）和第六MOS管（18）构成的采样电路将对A点和B点的电流进行采样，并输出合成电信号送至第七MOS管（19），经由第七MOS管（19）、第一电阻（20）、第二电阻（21）、第八MOS管（22）、第九MOS管（23）、第三电阻（24）、运算放大器（25）和电容（26）构成的比较调理电路处理后，产生代表硬度值的电压信号并从C点输出。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例，故凡依本实用新型专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本实用新型专利申请范围内。