正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法

剪切散斑干涉是一种非接触式、全场高精度光学变形测量技术,由于环境等因素导致采集的散斑条纹图像存在大量随机噪声,进而影响测量精度。传统去噪方法在滤除噪声的同时,容易导致条纹边缘信息的丢失甚至破坏。针对该问题,本文提出基于正余弦变换和双调滤波相结合的剪切散斑干涉图像去噪方法。该方法首先对相位条纹图进行正余弦变换获得两幅图像,其次对这两幅图像分别运用双调滤波方法进行去噪,最后将滤波后的两幅图像合并为最终的相位条纹图。实验结果表明:经本文方法滤波后的相位图散斑抑制指数为0.999,平均保持指数为2.995,证明该方法较传统去噪方法能更好地改善相位图质量,且能较大程度地保留相位条纹的细节及边缘信息。

基于激光散斑数字图像相关法的热应变测量

为了解决常规数字图像相关法应用于高温工况下热应变测量时,人工制作的散斑受高热载荷冲击容易出现变色、熔化、脱落的问题,采用激光散斑作为数字图像相关法特征纹理的方法,计算温度变化前后散斑图像相关性来测量金属热应变,进行了非真空环境下加热试件的实验,以及在管式加热炉中分别对铝试件和钨试件进行人工散斑和激光散斑的真空加热实验对比,取得了相应的散斑图像,并计算出平均应变曲线数据。结果表明,在非真空环境下,由于热流扰动导致激光散斑图像抖动较大,测量出的热应变曲线存在较大的干扰噪声;铝从室温升至450℃和钨从室温升至800℃的热应变与人工散斑结果相对一致;激光散斑数字图像相关法在类似聚变堆偏滤器高真空、高热流条件下,可以有效地测出金属壁面的动态热应变。该研究为聚变堆偏滤器第一壁材料的损伤诊断提供了新思路。

实时激光全息干涉法测量液相扩散系数

为研究液相扩散的作用,介绍了一种测量液相扩散系数的激光实时全息干涉系统.利用该系统实时记录液液两相传质的浓度场分布全息图,得到清晰表征浓度场分布的实时全息干涉条纹图;利用全息干涉原理及相应的数学关系处理干涉条纹,得到液相扩散系数.作者首先用已有文献值的KCl水溶液在298.15K下的扩散系数,验证了实验系统的可靠性,在此基础上,进一步测量了坑坏血酸水溶液在298.15K下的液相扩散系数,也进行了测量方法的误差分析.该方法为建立新的液液传质理论提供一定的实验依据,且有利于从微观角度认识液液界面和传质特性.

基于真空加载的激光错位散斑干涉自动化检测系统

为满足某橡胶/金属粘接结构产品的批量化检测需求,提升检测效率和自动化水平,设计开发了一套基于真空加载的激光错位散斑自动化检测系统。该系统集成了轻量化框架和紧凑型光路,并通过检测软件和检测流程优化,得到了较为理想的散斑检测图像;同时结合产品结构特点和检测灵敏度要求,设计了基于PLC控制的真空舱和运动控制装置,实现了产品粘接质量的自动化检测应用。结果表明,该系统可检测出检测试块上预置的人工缺陷,与原有手动检测模式相比,在保证检测产品检测灵敏度要求的前提下,极大地提升了检测效率,降低了检测人员的劳动强度,具有良好的工程应用价值。

基于激光的散斑干涉术及其测量中的应用

对电子散斑干涉技术用于测试离面和面内位移的原理和光路进行了详细阐述,并分析该方法的适用范围和灵敏度,给出了圆盘试件离面位移和金瓷试件面内位移的测试结果。表明基于激光技术的电子散斑干涉法适用于硬质材料位移和无损检测,结果以干涉条纹图形式给出,易于定性和定量分析研究对象位移。

用散斑和全息干涉法测量汽车前桥的位移

本文分别用散斑和全息干涉法测量了汽车前桥模型的面内和离面位移.实验表明,所用方法简便可行、且精度较高.

数字全息技术及散斑干涉技术在形变测量领域的发展及应用

对近年来数字全息及散斑干涉技术在形变与位移测量方面的主要技术发展及应用发展进行综述。由于数字全息测量具有准确性高、无损、全场和动态测量等优点,成为形变和位移测量的重要技术之一。最近几年,数字全息技术在形变测量领域的发展主要体现在如下几个方面。首先,数字全息形变测量逐步由原来单一维度的形变测量转向多维度的形变测量。尤其是三维形变的同时测量是近年来本领域的研究重点。其次,形貌形变联合测量的技术受到关注。实际应用中曲面物体常常存在。而曲面物体需要离面与面内形变的分析,这需要获取曲面物体的形貌信息。针对这一需求,学者们针对形貌形变的同时测量方法开展了研究。再次,为了进一步扩大测量视场和深度范围,对基于长波长及远距离的技术进行了探索。与此同时,回顾了数字全息的形变测量技术在应用方面的进展。值得关注的是,在应用方面,数字全息技术从以前工程领域的形变测量向生物医学领域的形变测量发展,测量数据用于生物医学领域疾病分析与研究。

电子错位散斑与全息干涉法测量离面位移

本文把电子错位散斑干涉和全息干涉两种现代光测技术用于同一力学问题,对离面位移进行了定量测试,并对这两种技术测量高面位移进行了比较.

激光错位散斑干涉测量系统

介绍一种新的无损检测方法——激光错位散斑检测技术的工作原理、方法及其在工程上的应用。这一先进的光测技术与传统检测方法相比,具有明显的的优越性。国外的应用与发展可以证明该技术突破了传统的光测技术在工程应用上的瓶颈,是非常有效、先进和具有发展潜力的光测技术。

精密测量中激光成像系统散斑的抑制因素

对采用激光照明的测量系统中散斑形成的三个重要因素,即入射光束的相干性、相位差和偏振特性进行了详细的理论分析,并给出了这些因素与散斑对比度的变化关系。计算表明,相干长度降到低于1 mm时,散斑对比度减小到0.5左右,得到的图像细节相对比较清楚,易于检测。基于计算分析,提出了相应的解决及优化方法,为抑制散斑、提高激光照明质量和测量准确性提供了理论依据。

激光三角法位移测量中数字散斑相关法的研究

在三角法位移测量中散斑是一种噪声,当成像光斑过弱而湮没于散斑中时,抑制散斑已没有意义;但散斑同样是位移信息的载体。为此针对激光三角法位移测量系统,研究数字散斑相关法;对强散射、粗糙界面的位移进行了实测,且进行了数据分析。结果表明,在激光三角法位移测量中运用数字散斑相关法对强散射、粗糙界面进行位移测量是可行的,测量范围可达微米级,测量误差小于2%。此法可改善三角法位移测量系统在强散射、粗糙界面的情形下传统测量方法的缺陷,有效提高了测量精度,并扩展了激光三角法位移测量的实用范围。

电子散斑干涉和Video全息干涉

本文综述了有关电子散斑干涉法(ESPI)和Vidco全息干涉技术的一些近期成果.主要包括:有机玻璃模型中主应力和的测量,二维气体温度场和轴对称气体温度场的测量,三维物体表面形状和三维位移场的测量.条纹图均用数字图象处理系统处理.文中介绍了各种测量光路和操作技术,分析了可能出现的误差,提供了部分实验结果.

数字激光散斑图像的极值位移测量法

通过对数字激光散斑特性的研究,提出了一种利用激光散斑图像的极值点进行二维位移测量的极值位移测量法。该方法采集发生位移前后的两幅数字激光散斑图像,分别寻找它们的极值点,利用极值点之间的相互关系以及极值点对出现概率较高的特点,测量出散斑图像的位移。改进后,该算法能够测量亚像素级的位移,且运算速度较快。

双孔载频剪切散斑干涉法测量表面动态形变

为了精确地测量物体表面的动态形变并得到形变高度和梯度信息,提出了一种基于双孔衍射结构的空间载频剪切散斑干涉法。该方法采用双孔产生固定的载频条纹,利用双旋转光楔实现剪切量的连续调节,采用正弦拟合算法进行相位计算。首先,分析了双孔调制的相位载频与双孔距和像距之间的关系,讨论了双旋转光楔得到线性剪切量调整的实验参数。然后,设计了测量光路参数;采用孔距为3.8mm的双孔径配合焦距为80mm的成像镜头在物距为300mm时得到了载频为π/2的散斑场。最后,对动态形变的薄金属板进行了测量。实验结果表明:配合实时图像处理系统,该方法可以在帧率为15frame/s的采集速度下实现动态形变的测量与显示,可测形变峰值为0.11～1.15μm。本系统结构简单,易于集成,适用于动态形变的实时检测。

电子散斑干涉载频调制形貌测量方法的分析

根据电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的基本原理,物体表面的微小偏转可引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。将物体的偏转视为变形,对物体变形与载波干涉条纹之间的关系进行了讨论,得出了离面位移引入载波和面内位移引入含有物体高度信息相位的结论。发现利用典型电子散斑干涉系统测量物体形貌效果最好,并通过实验得到了验证。

复杂变形构件应变的散斑-全息干涉测量法

一个合理的构件,应该是重量轻且经久耐用,这与构件的几何参数与表面形状有关。由此引起的一个重要问题是,必须确定在荷载作用下构件的应力集中区及其应力水平。解决这一问题的方法是多种的,本文采用的方法是,做出若干不同方案的构件模型,综合应用散斑照相法、全息干涉法和电阻应变法测量变形的位移分量。这样做的好处在于能获得应力集中处的有关信息和构件不同部位的变形程度。与传统的试验台试验和复杂构件的数值分析比较,

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。

电子散斑干涉位移场分离技术及其在三维测量中的应用

提供了一种可将离面位移与面内位移分离的三维位移场测量方法.在双光束电子散斑干涉中增加参考光,使这一路参考光为两光束所共用.两束光各自独立地对变形物体进行测量,结合相移技术,可分别得到包含离面和面内位移信息的二幅位相图.只需简单的位相运算就能够将面内位移场与离面位移场分离.在竖直方向上,采用两光束对称照明被测物,直接测量面内位移竖直方向分量.本文将该技术应用到柴油机油泵测量上,得到了油泵的三维位移场.该技术为三维位移场的测量提供了一种新的有效途径,也为柴油机零部件的强度和刚度分析评价提供了新的方法.

数字散斑干涉术物体形变测量

基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用.

数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹用于非连续表面动态变形测量（英文）

为解决传统相位解包裹法不能够用于非连续表面的动态变形测量的缺点,在详细阐述基于时空三维相位解包裹技术的数字散斑干涉术的工作原理和测量步骤基础上,应用数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹测量非连续表面动态变形.实验证明,当采用每秒70帧的普通相机拍照时,可实现最快形变速率为25.12μm/s的非连续表面动态变形测量.本文所提方法扩展了数字散斑干涉术的测量范围,增强其应用能力.