干涉條紋遠程測控裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及干涉條紋測控【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及干涉條紋遠程測控裝置。干涉條紋遠程測控裝置，其中，包括單片機、步進電機、與步進電機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，PC機上設(shè)有接口總線，接口總線分別與CCD傳感器、單片機連接；單片機與步進電機連接；PC機上設(shè)有以太網(wǎng)卡，PC機的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動設(shè)備連接；所述的CCD傳感器為面陣CCD傳感器。設(shè)計基于PC平臺和智能移動設(shè)備平臺的遠程通信客戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)進行通信，實現(xiàn)實驗人員免受空間影響進行實時通信討論和實驗數(shù)據(jù)的實時共享，方便各項實驗的進行并很好的降低實驗對環(huán)境的要求。
【專利說明】 干涉條紋遠程測控裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及干涉條紋測控【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體地，涉及干涉條紋遠程測控裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的干涉條紋計數(shù)采用人工計數(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；為了實現(xiàn)計數(shù)的自動化，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計數(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)計條紋計數(shù)器，解決系統(tǒng)工作不可靠的問題，但缺點是在數(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，無法獲取和實時顯示干涉條紋的二維真實圖像。論文《新型的邁克爾遜干涉條紋計數(shù)方法》中，陳木波提出二階差分算法自動計數(shù)邁克爾遜干涉條紋，提高了計數(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Max和最小灰度值點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有效數(shù)據(jù)區(qū)域。
[0003]實際上，光的干涉實驗是一個對環(huán)境要求比較苛刻的實驗，實驗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，引起干涉環(huán)的波動，導(dǎo)致計數(shù)結(jié)果存在差異?，F(xiàn)有的實驗環(huán)境要求實驗人員必須在實驗儀器前進行操作，在操作過程中要盡可能地小心從而降低對實驗結(jié)果的影響，使得光的干涉測量實驗受到實驗地點和時間的局限，對實驗的進行造成不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷，提供干涉條紋遠程測控裝置，可使相關(guān)的實驗更加的穩(wěn)定、準(zhǔn)確、便捷。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案是:干涉條紋遠程測控裝置，其特征在于，包括單片機、步進電機、與步進電機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，PC機上設(shè)有接口總線，接口總線分別與CCD傳感器、單片機連接；單片機與步進電機連接；PC機上設(shè)有以太網(wǎng)卡，PC機的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動設(shè)備連接；所述的CCD傳感器為面陣CCD傳感器。
[0006]本實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)和梯度角計數(shù)等方法成為可能。[0007]步進電機控制邁克爾遜干涉儀。使得對于邁克爾遜干涉儀的操作機械化成為可倉泛。
[0008]在PC機加入電腦客戶端軟件，功能上實現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的實時通信、文件傳輸和遠程測控。擺脫空間上的束縛，使得實驗人員可以隨時隨地進行實驗。
[0009]加入智能移動設(shè)備客戶端，讓實驗人員有更多選擇。功能上實現(xiàn)客戶端與服務(wù)端的實時通信和遠程測控。擺脫空間上的束縛，使得實驗人員可以隨時隨地進行實驗。
[0010]進一步的，所述的步進電機還與單片機電連接。接口總線會發(fā)信息給單片機控制步進電機的轉(zhuǎn)動，而單片機會記錄步進電機的轉(zhuǎn)數(shù)，再把轉(zhuǎn)數(shù)返回給接口總線。因此，使用單片機來驅(qū)動步進電機，使得對于實驗的操作自動化成為可能。
[0011]進一步的，所述的PC機上還設(shè)有顯示屏。通過顯示屏可使用戶直觀的看到PC機上服務(wù)端的使用界面，從而看到干涉條紋的實驗過程。所述的移動設(shè)備為手機或PDA。
[0012]本實用新型加入了實時通信功能、文件傳輸和遠程測控功能，使得實驗可以很大程度得解決空間上帶來的限制。實時通信功能允許實驗人員在異地進行即時討論。使得實驗進展更便利，多人互動性更高。文件傳輸功能允許實驗人員通過網(wǎng)絡(luò)進行實驗相關(guān)文件和數(shù)據(jù)的傳輸，使得實驗更加便利。
[0013]遠程測控功能允許實驗人員在實驗操作設(shè)備以外的地方進行實驗，積極效果主要有兩點:一、使用機械操作實驗設(shè)備代替人手對實驗設(shè)備進行操作，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、遠程測控的實現(xiàn)使實驗設(shè)備不再受空間限制，因此可以將設(shè)備擺放在無干擾的、更適合進行實驗的地點。降低了環(huán)境帶來的影響。從而精確地計數(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)計基于互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的實時通信和文件傳輸功能
[0016]首次提出在邁克爾遜干涉條紋計數(shù)系統(tǒng)中加入實時通信思想。設(shè)計基于PC平臺和智能移動設(shè)備平臺的遠程通信客戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)進行通信，實現(xiàn)實驗人員免受空間影響進行實時通信討論和實驗數(shù)據(jù)的實時共享，方便各項實驗的進行，目前相關(guān)文獻中尚未有研究人員采用。
[0017]2、設(shè)計基于互聯(lián)網(wǎng)和移動互聯(lián)網(wǎng)的遠程測控功能
[0018]首次提出在邁克爾遜干涉條紋計數(shù)系統(tǒng)中加入遠程測控思想。設(shè)計基于PC平臺和智能移動設(shè)備平臺的遠程通信客戶端，通過互聯(lián)網(wǎng)與移動互聯(lián)網(wǎng)進行通信，實現(xiàn)對實驗設(shè)備的遠程測控。使得實驗在實驗設(shè)備前無人的情況下仍可正常進行實驗操作。方便各項實驗的進行，目前相關(guān)文獻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)實驗中的線陣(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)確地顯示和計數(shù)干涉條紋。
[0021 ] 4、設(shè)計步進電機控制儀器滾輪滾動
[0022]設(shè)計步進電機控制邁克爾遜干涉儀微動滾輪滾動，使系統(tǒng)更加智能化與自動化。大大降低了人手操作帶來的誤差?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0023]圖1是本實用新型的整體模塊示意圖。
【具體實施方式】
[0024]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；為了更好說明本實施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實際產(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，干涉條紋遠程測控裝置，其中，包括單片機、步進電機、與步進電機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，PC機上設(shè)有接口總線，接口總線分別與CCD傳感器、單片機連接；單片機與步進電機連接；PC機上設(shè)有以太網(wǎng)卡，PC機的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動設(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、步進電機、邁克爾遜干涉儀、面陣CXD傳感器、PC機和智能移動設(shè)備。具體模塊框架圖參見圖1，其中在目前相關(guān)文獻和專利中并未曾查詢到加入智能移動設(shè)備進行遠程測控和通信的同類實驗系統(tǒng)。
[0026]本實施例中提出一種基于面陣CXD的邁克爾遜干涉條紋遠程測控裝置，在硬件方面采用面陣CCD (而非目前普遍采用的線陣CCD)并加入單片機和步進電機實現(xiàn)邁克爾遜干涉儀的機械化操作；利用可靠的TCP/IP協(xié)議進行通信，實現(xiàn)客戶端與服務(wù)端之間的即時通信、文件傳輸和遠程測控，實現(xiàn)邁克爾遜干涉條紋實驗的自動化操作，克服實驗應(yīng)用環(huán)境可能帶來的困難。
[0027]進一步的,所述的步進電機還與單片機電連接。使用單片機來驅(qū)動步進電機，使得對于實驗的操作自動化成為可能。
[0028]進一步的，所述的PC機上還設(shè)有顯示屏。通過顯示屏可使用戶直觀的看到PC機上服務(wù)端的使用界面，從而看到干涉條紋的實驗過程。所述的移動設(shè)備為手機或PDA。
[0029]本實施例中加入了實時通信功能、文件傳輸和遠程測控功能，使得實驗可以很大程度得解決空間上帶來的限制。實時通信功能允許實驗人員在異地進行即時討論。使得實驗進展更便利，多人互動性更高。文件傳輸功能允許實驗人員通過網(wǎng)絡(luò)進行實驗相關(guān)文件和數(shù)據(jù)的傳輸，使得實驗更加便利。
[0030]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。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。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.干涉條紋遠程測控裝置，其特征在于，包括單片機、步進電機、與步進電機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，PC機上設(shè)有接口總線，接口總線分別與CCD傳感器、單片機連接；單片機與步進電機連接；PC機上設(shè)有以太網(wǎng)卡，PC機的以太網(wǎng)卡通過網(wǎng)絡(luò)與智能移動設(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所述的干涉條紋遠程測控裝置，其特征在于:所述的PC機上還設(shè)有顯示屏。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的干涉條紋遠程測控裝置，其特征在于:所述的智能移動設(shè)備為手機或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