基于迈克尔逊等厚干涉的剪切模量测量装置及测量方法

专利主权项内容

1.一种基于迈克尔逊等厚干涉的剪切模量测量方法，采用基于迈克尔逊等厚干涉的剪切模量测量装置进行测量，其特征在于，所述剪切模量测量装置包括迈克尔逊干涉仪、扭秤框架和样品夹紧装置，待测材料的上端通过样品夹紧装置与扭秤框架固定连接，待测材料的下端通过样品夹紧装置与扭杆固定连接，扭杆的两端分别连接一根绳线，第一平面镜设置在迈克尔逊干涉仪上，扭杆中部的偏转平面上设置第二平面镜，第二平面镜的虚像与第一平面镜形成角，当进行测试时，绳线穿过滑轮并加载砝码，从而实现对待测材料施加力偶矩的作用；当待测材料未施加力偶矩时，调节第一平面镜的位置，使第二平面镜的虚像与第一平面镜存在夹角；当反射光入射到迈克尔逊干涉仪后，获取第一平面镜上的等厚干涉条纹；当待测材料施加力偶矩时，利用卡文迪许扭秤实验原理，使得第二平面镜将转过扭转角/>，等厚干涉条纹的间距进而发生变化；其中，剪切模量测量装置的光路结构形式为：设置钠光灯作为照明光源，半透半反镜和补偿镜设置在第一平面镜和接收部分之间；照明光源经过半透半反镜分为反射光和透射光，反射光经过第一平面镜后反射回来，再次穿过半透半反镜到达接收部分；透射光穿过补偿镜到达第二平面镜处，在第二平面镜处反射后再次经过补偿镜到达半透半反镜处，在半透半反镜处反射后到达接收部分；调节迈克尔逊干涉仪，当透镜第二平面镜的虚像与第一平面镜之间形成夹角时，产生等厚干涉条纹；剪切模量测量方法包括如下步骤：调节迈克尔逊干涉仪，产生等厚干涉条纹图像；采集待测材料未施加力偶矩时的第一干涉条纹图像和施加力偶矩时的第二干涉条纹图像，并基于第一干涉条纹图像和第二干涉条纹图像分别得到第一干涉条纹间距和第二干涉条纹间距，并根据第一干涉条纹间距和第二干涉条纹间距，计算得到扭转角；基于线性拟合方法，对扭转角和力偶矩进行拟合，得到第一拟合斜率，其中第一拟合斜率为力偶矩随着扭转角的变化而产生的关系曲线的斜率；测量待测材料的参数信息，其中参数信息包括待测材料的长度信息和横截面的边长信息；根据剪切模量计算公式，对第一拟合斜率和参数信息进行计算，最终得到待测材料的剪切模量结果。