激光电子散斑干涉法隐形牙齿矫治器全场变形测量

构建三维表面微变形同步干涉测量系统,客观准确地测量隐形矫治器的全场变形信息,为提高其临床矫治效能以及安全性提供数据支持。由蓝绿红激光构建三组各自独立的散斑干涉光路,用于同步测量物体表面的二维面内和一维离面变形,利用一个集成相移装置实现三色激光准90°步长的同步相移,并由一台3CCD彩色相机同时记录三色散斑干涉图。通过四步相移算法从分离的红、蓝及绿色散斑干涉图中计算出与离面和面内变形相关的干涉条纹相位;最后,结合自适应条纹滤波和数字差分算法计算得到与表面变形有关的6个应变分量。微转动实验表明:系统的微转角测量精度为2.4",变形测量精度为10με(微应变)。对隐形矫治器的变形测量结果分析表明,矫治器的变形效用与设定的矫治目标相一致。

三维电子散斑干涉载频调制及其在柴油机上的应用

将电子散斑干涉场的三维载波调制技术应用到三维物体变形测量中.用水平方向、竖直方向及垂直试件表面的三路相干光分别照明物体,在水平和竖直方向通过控制反射镜的微小偏转引入载波,实现位移场干涉条纹的调制;利用物体的微小偏转实现离面位移场干涉条纹的调制;结合傅里叶变换法,分别解调出变形场的位相,从而实现了物体三维变形场的精确测量.将该技术应用到柴油机油泵的三维位移测量上,成功测量了油泵的三维位移场.

用电子散斑干涉法测量材料热膨胀系数

利用双光束电子散斑干涉法 (ESPI)对试件受热变形进行了实时观测 ,针对一次实验过程中得到的图片较多 (30 0～ 5 0 0幅 )的特点 ,在图像处理时摒弃了以往的手动识别等位移线的办法 ,用MATLAB语言编写了批处理程序 ,能够在采集的大量散斑图片中自动快速准确地标定等位移线 ,得到相应的位移和应变 ,并结合实时测量的温度值 ,获得了 4 5钢和LY12铝合金在不同温升率下的热膨胀系数及其随温度的变化。实验结果表明 ,在涉及的温升率范围内 ,温升率的改变对材料热膨胀系数的影响不明显 。

基于条纹中心线法的电子散斑干涉条纹信息提取

电子散斑干涉技术(ESPI)是光学测量的一种重要的方法,对ESPI条纹的信息提取是ESPI进行光学测量的关键步骤之一,本文在介绍电子散斑干涉条纹中心线法的基础上,开展了ESPI条纹图预处理和基于条纹细化算法的骨架线提取的研究,包括对细化的条纹进行修整、拟合,该方法可以实现条纹骨架的快速、准确的自动提取。设计了一套应力形变装置,运用电子散斑干涉条纹中心线法对试件表面的形变进行实际检测,得到测量结果,对结果进行了分析,实验测量值与实际相符。

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.

基于同态滤波的电子散斑干涉图像处理

由于散斑具有可测的强度和确定的相位,正逐渐被人们重视和进一步研究,现广泛应用于无损检测领域。电子散斑干涉条纹图上总是附带大量的随机散斑颗粒噪声。一般来说,散斑图像记录的变形信息主要集中在低频部分,而噪声主要在高频部分。为了得到变形物体的连续相位分布,需要用适当的方法对散斑干涉条纹图像进行滤波降噪处理。同态滤波是一种将亮度范围压缩和对比度增强的频域处理方法。采用基于同态滤波原理设计出的新的低通滤波器,将其运用于3步相移电子散斑干涉条纹图像处理,并从理论上进行了详细的论述。结果表明,运用该滤波器处理散斑条纹图像,过滤了大量的散斑颗粒噪声,增强了散斑干涉条纹的对比度。

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。

利用电子散斑干涉技术研究45碳钢在NaHCO3-NaCl体系中的早期点蚀行为

首次利用电子散斑干涉法(ESPI)实时和原位检测了45碳钢在0.5 mol/L NaHCO_3+0.05 mol/L NaCl体系中阳极极化时的局部腐蚀行为.研究发现,电子散斑干涉图上的亮斑与电极表面蚀点一一对应,从电子散斑干涉图中亮斑出现的情况可以推测出45碳钢表面发生早期点蚀的时间、大小和位置。测量得到本实验条件下45碳钢的点蚀电位E_b为-0.15 V,此时的极化电流为12.2μA.通过分析激光电子散斑干涉图中的亮斑变化情况,可以获得电极表面蚀点生长信息。

电子散斑干涉测量中相移技术的新发展

电子散斑干涉测量技术是一种全场、非接触、高精度和高灵敏度的光学测量方法,广泛应用于航空航天和精密机械制造等领域。相移技术是电子散斑干涉测量中重要的技术,适用于电子散斑干涉测量的相移技术近年来得到了快速发展,出现了许多新的相移技术,包括时间相移技术和空间相移技术。其中4+2和4+1等快速相移技术的出现使得时间相移技术的应用从静态与准静态测量领域扩展到动态测量领域;而空间傅里叶变换技术则使空间相移技术朝着多维和同步动态测量等方向改进。对电子散斑干涉测量技术中的时间相移技术和空间相移技术的优缺点进行了比较,并介绍它们的发展近况。

激光电子散斑干涉技术监测1Cr18Ni9Ti不锈钢在氯化钠溶液中的早期点蚀行为

利用激光电子散斑干涉技术(ESPI)实时、原位监测了1Cr18Ni9Ti不锈钢在3.5%氯化钠溶液阳极极化过程中的表面动态变化;用金相显微镜、原子力显微镜等对阳极极化后试样表面腐蚀点进行宏观形貌和微观形貌特征研究;发现极化过程中激光干涉图上出现的亮斑是由不锈钢表面点蚀产物扩散造成的。结果表明,采用ESPI技术可以对1Cr18Ni9Ti不锈钢点腐蚀过程进行原位、全场、非接触、高精度、动态连续的检测。

基于电子散斑干涉术的残余应力测量

提出一种电子散斑干涉术与钻孔法相结合的残余应力的测量方法,设计了一种测量残余应力的装置。该装置采用半导体激光器实现了紧凑的双光束干涉光路,从而使该装置体积小便于安装和测量。装置中的整个光路和CCD布置在倾斜平面上,避开钻孔方向,实现了残余应力的实时测量。通过试验对单向压缩残余应力进行了测量,对比了试验结果与实际值,证明了该方法的可行性。

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.

LabVIEW和MATLAB在电子散斑干涉图像处理中的应用

为了在散斑测试技术中方便地处理散斑图像,采用 LabVIEW 和 MATLAB 结合的方法设计了一个简单的电子散斑干涉图像处理系统,利用 LabVIEW 设计显示界面,并调用 MATLAB 强大的图像处理功能来对散斑图像进行处理。结果表明,这种方法处理过的散斑图像增强了散斑条纹的对比度。

载频调制大剪切电子散斑干涉系统

大剪切电子散斑干涉技术不需要引入参考光,具有条纹质量好等特点。提出将干涉场的载频调制技术引入到大剪切电子散斑干涉中,可形成具有载频调制功能的新的电子散斑干涉系统。该系统具有对测量环境的隔振振动要求低,能方便定量求解物体的变形场等优点。首先讨论大剪切载频的调制机理,然后利用中心加载、周边固定的圆盘进行典型实验,设计了可用计算机控制且可对参考物进行精确偏转的步进电机系统,进而实现了对电子散斑干涉场的自动控制调制。最后,利用傅里叶变换法对调制条纹进行解调,解调出变形场的相位,并通过相位与位移的转换计算,得到精确的物体变形场。实验结果证明,该系统能够调制电子散斑干涉场,求解物体的位移场。

电子散斑干涉条纹骨架线提取的新方法

电子散斑干涉条纹的强噪声特性使其信噪比过低,常用的图像二值化、细化等算法对散斑干涉条纹的骨架提取都存在一定的不足,文章在对散斑条纹图像平滑去噪、对比度增强的预处理基础上,对其进行边缘提取、填充、细化,从而得到干涉条纹的中心骨架线,提出一种基于MAT-LAB的散班图像自动处理算法。结果表明:文中提出的干涉条纹的细化方法可以准确地找到骨架线,为获得面内位移场的等位移线图提供了一种新方法。

颜色分光电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法

提出了一种基于颜色分光的电子散斑干涉瞬态三维变形测量方法。该方法采用红绿蓝3种波长的激光器作为光源,采用一个彩色CCD采集来自3路的散斑干涉图像。利用颜色分光实现物体面内竖直方向、水平方向以及离面方向的散斑干涉图象信息的分离,并采用小波变换算法对散斑干涉条纹图进行处理,分别解调出各个方向的变形场相位,实现三维变形场的测量。计算机模拟和实验结果表明,该方法可以同时实现物体面内竖直方向、水平方向以及离面方向的变形测量,适用于物体表面的瞬态三维变形测量,也可实现面内和离面二维变形的独立测量。

结合非连续性测度的方向偏微分方程在电子散斑干涉中的应用

近年来,电子散斑干涉测量技术(ESPI)在光学粗糙表面的变形测量和无损检测方面应用广泛。应用该技术时,条纹图中大量的散斑噪声给提取条纹信息带来了极大的困难。偏微分方程图像滤波方法是一种方案灵活、处理效果良好的图像去噪方法,尤其是方向偏微分方程,因其只沿着条纹方向进行滤波,更适合电子散斑干涉条纹图。由于条纹图的疏密程度不同,因此在考虑滤波方向的同时,还应考虑不同位置像素点的滤波程度。该文在方向偏微分方程基础上引入非连续性测度,提出结合非连续性测度(DCM)的方向偏微分方程。利用该方程对模拟的条纹图以及实际获得的条纹图进行滤波,实验结果表明该文方法能够充分滤除稀疏条纹处的噪声,同时有效保持密集条纹处的重要特征。

基于光纤的三维电子散斑干涉测量系统设计

为了实现物体三维变形非接触式测量,设计了基于电子散斑干涉技术的三维变形测量系统。该系统采用了一分五型分束光纤,这根光纤在系统中起到分光和传光的作用,使系统所需器件比一般的设计系统要少。为了获得变形的量化数值,系统将电子散斑技术与相移技术结合在一起,由压电陶瓷引入相移,并采用"4+1"相移算法计算变形量。该系统可以实现面内及离面变形的独立测量,进而实现物体三维变形的测量。文中对带缺陷的木板进行了加热变形测量,检测其面内、离面变形的敏感度;然后对钢板进行了应力三维变形的测量,得其离面变形量为5μm。结果表明,设计的测量系统可以实现各种变形的测量。

基于LabVIEW的电子散斑干涉图像处理系统

传统基于MATLAB的电子散斑干涉(electronic speckle pattern interferometry,ESPI)图像处理方法无法实现对多帧散斑图的自动批处理,不能满足微小振动实时测量的要求.根据LabVIEW与MATLAB软件的特点,采用Lab-VIEW与MATLAB混合编程,设计了一种基于LabVIEW的载波电子散斑干涉(carrier electronic speckle pattern interferometry,CESPI)图像自动处理系统.该系统通过运行LabVIEW的MATLAB script节点,调用MATLAB中的散斑图像处理程序,实现对一组振动测量散斑图的自动处理,并显示测量的振动参数和曲线.实验表明该系统具有界面直观、操作方便、运算快速和自动批处理的优点.

基于CCD的电子散斑干涉系统中离面位移的测定

简要介绍电子散斑干涉系统的组成部分、散斑干涉原理以及离面位移测量的检测原理,并采用了最新处理光学信息的CCD测量技术,利用软件画出测试表面受力变形后的三维重构图,同时得出变形后物体在X方向和Y方向的离面位移.