剪切散斑干涉术中剪切量的测量

由于采用剪切散斑干涉术测量离面应变和面内应变都与剪切量有关,所以剪切量的测量精度决定了应变场分布测量的准确性。本文论述了公式法、成像法、莫尔条纹法和相关法等4种剪切量测量法的测量原理,定性分析了它们的测量范围。搭建了一套剪切量测量系统,利用成像法、莫尔条纹法、相关法测量剪切散斑系统的剪切量,并以公式法计算的结果为准,比较其他3种方法的测量结果。结果表明:剪切量>3mm时,利用相关法测量具有较高的测量精度;剪切量<3mm时,莫尔条纹法测量效果会更好。因此,实际应用中,应该先根据实际测量条件估算剪切量的大致范围,然后依据估算范围选择合适的测量方法。

新的多通道剪切散斑干涉术

本文提出一种新的多通道剪切散斑干涉术,它是在剪切散斑光路中置入一旋转光楔,利用光楔旋转改变成象位置,实现多通道记录的目的。该方法不仅能在一张记录介质上记录物体变形的各状态的多通道散斑图,而且用全场滤波分析时。

剪切电子散斑干涉术

介绍了剪切电子散斑干涉技术,借助计算机图像处理技术的帮助,物体受载后的位移和位移梯度干涉条纹图能通过CCD摄像机的摄取而获得.这种技术具有如下优点:可不在暗房中试验;可以省去显影和定影;不用光学傅里叶变换提取信息;还可以从干涉条纹直接获得令人满意的结果,因而能被应用到不同的场合.可以预见,它将成为无损检测的有效工具之一.

基于数字散斑剪切干涉术的三维面型测试

基于数字散斑剪切干涉术的原理,研究了物体面型的三维测试技术。使用倾斜反射镜的方法,使物光束散斑场偏转,再由CCD记录偏转前和后物光束的散斑场。这种方法代替了传统的使用剪切元件空间上直接获得干涉条纹图,减少了由于剪切元件分束引起的物光束的光能损失,实现了数字散斑剪切干涉术测量物体面型。应用MATLAB软件编程,控制剪切散斑干涉图的精确定向平移,得到了4个干涉图,实现了数字四步相移,代替了传统的在参考光中利用位相控制器的机械相移,从而实现了物体面型的三维测试。该方法不仅省去传统剪切散斑干涉术中需要对感光胶片进行化学湿处理的过程,也省去了压电位移器等硬件。大量的实验表明,该方法不仅简化了测试光学系统和实验的过程,也提高了测试精度,其精度可达到1/10波长。

测量斜率的面内不敏感双孔径数字散斑剪切干涉术(英文)

为了测量离面位移的一阶导数即斜率分布信息,提出了一种改进的对面内分量不敏感的双孔径数字散斑剪切干涉技术,利用时间相移技术进行条纹的定量分析。双孔径装置固定在成像系统前,玻璃楔片放置在任意一个孔径前以便引起横向剪切。通过实验测量一个周边固支,同时受离面变形和面内转动载荷的圆板的斜率分布。实验结果表明,利用该光学系统得到的条纹图仅表示斜率条纹轮廓,而条纹图中由面内位移以及相应的应变分量的影响都被彻底去除。实验结果和理论分析结果吻合。

基于狭缝光阑的剪切散斑干涉动态测量

为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统。该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度。基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息。采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响。结果表明,采用像素尺寸为4.65μm×4.65μm的高分辨率相机,焦距为8mm的成像镜头,设置剪切量为25mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图。该方法可以在25frame/s的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30μm。

电子散斑剪切干涉相移技术的研究

在散斑干涉技术中,待测量与干涉条纹图的相位信息直接相关,因此从干涉条纹图提取相位分布信息就显得尤为重要。文中对平移沃拉斯顿棱镜相移法进行理论分析,证明平移棱镜可以引入稳定、线性的附加相位,给出了棱镜移动和附加相位的关系。利用周边固定中心加载的圆盘进行实验。给出了实验结果,证明平移棱镜相移法可以有效地从干涉条纹中定量提取位移导数信息。

剪切散斑干涉关键技术研究及应用进展

剪切散斑干涉测量技术是一种非接触式高灵敏度的光学检测技术。从技术研究和应用领域等方面对剪切散斑干涉技术近年来的发展进行介绍,详细阐述空间相移剪切干涉测量、多方向剪切干涉测量、多功能复用测量等剪切散斑干涉新技术,并介绍其在航空、航天、汽车、机械、新材料等领域的无损检测应用。最后,对剪切散斑干涉技术的优势和不足进行分析讨论,并对未来的研究方向进行展望。

光相干理论、干涉仪

O436.1 97031456平行式向列液晶实现相移剪切电子散斑干涉术的研究=Study of PALC phase-shifting shear ESPI [刊,中]/姜力军,刘伟,谭玉山(西安交通大学机械工程学院激光红外研究所.陕西,西安(710049))//光学学报.-1996,16(2).-244-247研究了向列型液晶的相位调制特性。

基于图切割的相位展开

剪切散斑干涉术中,普遍采取相移法提取相位,只可得到被包裹的相位信息,进一步量化计算之前,必须展开相位,但是大量的散斑噪音使相位展开变得非常困难.本文提出基于图切割理论的相位展开算法,将相位展开等价于整数的最优估计问题,通过最小化能量函数展开相位,无需对散斑包裹相位图进行滤波,就可以从包含大量散斑噪音的包裹相位图中准确地提取出真实相位,极大程度地保留了相位包裹图中的细节信息.对于同一幅模拟的散斑包裹相位图,传统的质量导向枝切法和最小二乘法的均方根误差分别为11.707 6和4.977 5,新算法的均方根误差则为0.945 9,数值模拟与实验结果均验证了新算法优良的抗噪性能.

基于主元分析的随机相移散斑图分析算法

剪切散斑相移干涉术需要提取物体加载后的动态相位变化,因此提出一种基于主元分析的随机相移散斑图分析算法。该算法采用相关计算法从随机相移散斑图中获得随机相移条纹图,然后利用主元分析算法(PCA)从一组随机相移条纹图中提取动态相位分布。实验结果表明,相关计算法处理散斑图所得的随机相移条纹图具有较高信噪比,PCA提取的相位具有较高的精度和效率。该算法无需迭代计算,对随机相移条纹图的空间载波频率没有严格的要求,适合动态剪切散斑干涉测量。

基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪方法

针对数字剪切散斑干涉技术在检测过程中得到的包裹相位图中存在噪声干扰的问题,本文提出了一种基于同态滤波的正余弦全变分融合降噪的激光散斑图像噪声抑制方法。首先对同态滤波后的包裹相位图进行正余弦分解,然后在分解的基础上通过全变分滤波来抑制噪声,最终通过散斑抑制指数的变化自适应地判断滤波是否完成。通过仿真与实验对所提方法的有效性进行了验证。首先向仿真包裹相位图中添加噪声并采用所提方法进行噪声抑制,根据散斑抑制指数验证所提方法的可行性;然后对预制缺陷的复合材料试件进行检测,并采用所提方法进行噪声抑制;最后通过散斑抑制指数和相位展开结果对所提方法的滤波效果进行验证。结果表明:采用所提方法得到的散斑抑制指数相较于传统的正余弦全变分滤波方法约降低了10.7%,同时有效地保护了相位信息不被破坏。