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【I863361】微應變位移量測裝置及量測方法

書目
公告號 I863361
公告日 2024/11/21
公報卷期 51-33
證書號 I863361
申請號 112122761 E
申請日 2023/06/16
公報IPC G01B 11/04(2006.01)
當前IPC G01B 11/04(2006.01)
申請人 國立高雄科技大學 高雄市三民區建工路415號 (中華民國) (TW)
標準申請人 國立高雄科技大學;
NATIONAL KAOHSIUNG UNIV OF SCIENCE AND TECH
當前專利權人 國立高雄科技大學
標準專利權人 國立高雄科技大學; NATIONAL KAOHSIUNG UNIV OF SCIENCE AND TECH
發明人 高宗達 (中華民國) (TW);
葉蕙溱 (中華民國) (TW);
陳奕彣 (中華民國) (TW)
代理人 閻啓泰; 林景郁
當前代理人 閻啓泰; 林景郁
審查委員 黃是衡
摘要 本創作為一種微應變位移量測裝置及量測方法，該裝置包含一光源、一應變感測模組及一光信號處理模組，其中該應變感測模組係供貼附在一待測件表面，該應變感測模組包含一撓性柱狀陣列與一液晶層，該撓性柱狀陣列包含複數個緊密排列之微柱體，相鄰微柱體之間形成縫隙空間，該液晶層填充在該些縫隙空間內部，該撓性柱狀陣列可因應該待測件的應變量而連動形變，使其內部之液晶分子的傾角隨之改變；當已進行第一次偏極化處理之量測光束進入該液晶層並受到液晶分子改變其偏振狀態後，光信號處理模組即根據從該應變感測模組離開並經過第二次偏極化處理之二次偏極光束，計算出該待測件之應變量。

參考文獻
引用專利 TW200411153A; TW201202073A; TW389832

專利範圍   原始格式 
專利範圍 1.一種微應變位移量測裝置，包含： 一光源，用於提供一光源光束； 至少一線性偏振片，係設置在該光源光束的傳輸路徑上，對該光源光束進行第一次偏極化處理，以提供具有固定強度的一量測光束； 一應變感測模組，供設置在一待測件的表面，該應變感測模組配置在該量測光束的傳輸路徑上，令該量測光束可入射至該應變感測模組，該應變感測模組包含： 一撓性柱狀陣列，包含複數個緊密排列之微柱體，相鄰微柱體之間形成縫隙空間，該撓性柱狀陣列係對應該待測件的應變量而產生形變； 一液晶層，填充於該撓性柱狀陣列的該縫隙空間中； 一光信號處理模組，係接收從該應變感測模組離開之一調變光束，該調變光束為該量測光束進入至該液晶層之後再出射之光束，該調變光束再經該至少一線性偏振片進行第二次偏極化處理後成為一二次偏極光束，該光信號處理模組根據該二次偏極光束的光強度值計算出該待測件之應變量。

2.如請求項1所述之微應變位移量測裝置，其中： 該量測光束是由一雷射光源輸出該光源光束後，該光源光束依序經過一分光鏡及該至少一線性偏振片進行該第一次偏極化處理之後所產生； 該應變感測模組進一步包含： 一第一基板及一第二基板，分別設置在該撓性柱狀陣列的上、下兩面； 一反射膜，係設置在該第二基板的表面； 該量測光束係經由該第一基板入射至該液晶層，再藉由該反射膜進行反射後從該第一基板出射，並通過該至少一線性偏振片進行該第二次偏極化處理後成為該二次偏極光束，該二次偏極光束進入至該光信號處理模組。

3.如請求項1所述之微應變位移量測裝置，其中： 該至少一線性偏振片包含一第一線性偏振片及一第二線性偏振片，該第一線性偏振片及該第二線性偏振片具有相同的偏振方向； 該量測光束是由一雷射光源輸出該光源光束後，該光源光束經過該第一線性偏振片進行該第一次偏極化處理之後而產生； 該應變感測模組進一步包含：一第一基板及一第二基板，分別設置在該撓性柱狀陣列的上、下兩面； 該量測光束係經由該第一基板入射至該液晶層，穿透該液晶層後從該第二基板出射，並通過該第二線性偏振片進行該第二次偏極化處理後成為該二次偏極光束，該二次偏極光束進入至該光信號處理模組。

4.如請求項1至3項中任一項所述之微應變位移量測裝置，其中，該撓性柱狀陣列係基於一犧牲性模版所製作出之奈米柱狀陣列。

5.如請求項1至3項中任一項所述之微應變位移量測裝置，其中，該光信號處理模組包含： 一光接收器，係接收該二次偏極光束； 一信號處理裝置，連接該光接收器，將該二次偏極光束的光強度值與預設的一參考值比較而計算出該待測件之應變量，其中，該參考值是在該待測件沒有應變量的情況下所測得之二次偏極光束的光強度值。

6.如請求項1至3項中任一項所述之微應變位移量測裝置，其中，該液晶層中液晶分子係隨著該撓性柱狀陣列的彎曲形變而改變傾角。

7.一種微應變位移量測方法，包含： 在一待測件的表面貼附一應變感測模組，其中，該應變感測模組包含有一撓性柱狀陣列及一液晶層，該撓性柱狀陣列具有複數個緊密排列之微柱體，相鄰微柱體之間形成縫隙空間，該液晶層填充於該縫隙空間中，該撓性柱狀陣列係對應該待測件的應變量而產生形變； 提供具有固定強度的一線性偏極化的量測光束，令該量測光束入射至該應變感測模組，其中該量測光束係經由第一次偏極化處理而得到； 接收從該應變感測模組離開之一調變光束，該調變光束為該量測光束進入至該液晶層之後再出射的光束，該調變光束再進行與該第一次偏極化相同方向之第二次偏極化處理以形成一二次偏極光束； 根據該二次偏極光束的光強度值，計算該待測件之應變量。

8.如請求項7所述之微應變位移量測方法，其中，該二次偏極光束的光強度值係與預設的一參考值比較而計算出該待測件之應變量，該參考值是在該待測件沒有應變量的情況下所測得之二次偏極光束的光強度值。

9.如請求項7所述之微應變位移量測方法，其中： 在提供該量測光束之步驟中，該量測光束是由一雷射光源輸出一光源光束後，該光源光束依序經過一分光鏡及一線性偏振片進行該第一次偏極化處理之後而產生； 在接收該調變光束之步驟中，該調變光束經過該線性偏振片進行該第二次偏極化處理後成為該二次偏極光束。

10.如請求項7所述之微應變位移量測方法，其中： 該量測光束是由一雷射光源輸出一光源光束，該光源光束經過一第一線性偏振片進行該第一次偏極化處理之後而產生； 在接收該調變光束之步驟中，該調變光束經過一第二線性偏振片進行該第二次偏極化處理後成為該二次偏極光束，其中，該第一線性偏振片及該第二線性偏振片具有相同的偏振方向。
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