基于时间平均成像的结构振动测量

介绍了利用时间平均成像的简谐激励方法测量多自由度结构振动的原理。由于该方法只需用 CCD图像传感器分别摄取被测结构某点在静态和在简谐激励下的时间平均成像 ,即可得出在此频率下结构响应的振幅 ,因而在结构非接触测量领域中是一种具有较大发展潜力的测量方法。

振幅测量的平均成像法

本文将时间平均成像方法用于振动物体上任意点的面内振幅测量。采用该方法只需用普通的ＣＣＤ摄像机分别摄取被测物体上某点附近微区在静态和谐波振动状态下的时间平均成像即可求得该点的振幅。为求解该问题所导出的非线性方程，本文构造了基于图像相关的迭代算法。为提高图像分析精度，本文还采用了双线性插值将原始的数字图像转变为连续图像。实验表明该测量方法具有较高的精度和工程可用性，且对实验设备和测量环境要求不高，很适合现场非接触测量。

数字成像时间平均全息振动分析

提出用时间平均数字全息与数字成像相结合的技术测量物体的振幅场,在时间平均数字全息光路中引入成像透镜,使时间平均数字全息技术适用于大尺寸物体的振动分析。阐述了该技术的基本理论,设计了测量光路,并用圆形压电陶瓷片作了实验验证。实验结果表明,在相同条件下,使用数字成像时间平均全息技术记录和再现的数字全息干涉图与使用传统的时间平均全息干涉计量技术记录和再现的全息干涉图相吻合,比较两者的振幅计算结果误差很小。

随机振动幅值特征的图像测量方法

利用 CCD摄像机的线性时间积分成像机理 ,将数字图像处理技术与时间平均成像方法结合用于测量各态历经随机振动的幅值统计特征。该测量方法只需摄取被测点在静态下的图像及其在随机振动状态下的一组连续的时间平均成像即可确定该点振动的位移动态范围、均值、均方值、方差和幅值概率密度曲线。该方法测量频率范围宽 ,对测量设备和实验条件的要求很宽松。

角振幅的图像测量方法

将时间平均成像方法用于谐波角振动物体的振幅测量。采用该方法只需用普通的CCD摄像机分别摄取被测物体的静态下在图像及其在谐波振动状态下的一幅时间平均成像,即可求得该物体的角振幅。为求解该问题所导出的非线性方程,本文构造了基于图像相关的迭代算法。实验表明该测量方法具有较高的精度和工程可用性,且对实验设备和测量环境要求不高,很适合现场测量。