散斑检测技术及其应用

综述了散斑计量中的主要检测技术。主题包括散斑照相技术、散斑干涉技术、电子散斑干涉技术、数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术。介绍了散斑计量在科学和工程研究中的一些重要应用。     

用于测振的电子散斑剪切干涉术

电子散斑剪切干涉术作为一种高精度全场测量技术,已被广泛应用于无损检测(NDT)、应变分析、振动检测和流场分析等领域．主要分析了电子散斑剪切干涉术在振动检测领域的应用,分析了它利用时间平均法检测振动的原理,并为实现物面振动的大面积检测进行了电子散斑剪切干涉仪光学结构的参数设计,一次可以检测大小为669 mm×502mm的矩形物面．利用计算机模拟产生随机高斯相关表面的高度分布函数及振动散斑剪切条纹图．结果表明电子散斑剪切干涉术用于振动检测．     

散斑干涉条纹图的总变分去噪方法

去除散斑条纹图中的噪声是电子散斑干涉测量技术的关键问题.提出将总变分图像去噪方法应用于电子散斑干涉条纹图滤波过程中,并对保真系数进行了改进.用总变分模型定义图像的能量函数,利用变分法求得满足能量函数的最优解,将图像去噪过程转化为求解偏微分方程的过程.分别对计算机模拟的条纹图和实验获得的条纹图进行了测试,定性和定量分析的结果表明该技术能够在显著滤波的同时保持条纹的对比度.     

电子散斑干涉法在铝合金材料结构内部柱状缺陷检测中的应用研究

采用电子散斑干涉法和相移技术研究了铝合金材料结构内部柱状缺陷.设计了实验试件,并运用气压对试件进行加载,比较试件在相同直径,深度位置不同缺陷时的变形情况.利用有限元对实验进行模拟计算,与实验结果进行比较,结果小于8.81%.研究为结构检测提供了新的方法,拓展了电子散斑干涉法的应用领域.     

电子散斑照相技术的研究

本文首次提出电子散斑照相技术的新概念,对散斑图的记录与再现全部由计算机来完成。这一技术既不需要全息干板,显影,定影等照相过程,也不需要光学再现过程,实现了散斑照相的全电子化。因此,该技术不仅可以实时地测量瞬态场,而且不需要暗室及其照相处理过程。这样为散斑照相技术走出先学实验室,实现仪器化创造了条件。有广泛的工程应用前景。本文给出了电子散斑照相的基本原理与实验结果,分析了实验参数对电子散斑照相的影响。     

焊接动态位移场的激光电子散斑法测量

为提供一种能够全场测量整个焊接过程动态位移场的工具,建立了激光电子散斑法测量系统.应用于实际TIG焊接过程中,获得了焊接位移场的散斑原始图像.利用自开发软件,对图像进行灰度变换和直方图均衡化处理后,采用频域同态滤波的方法对图像进行降噪滤波处理.经降噪、二值化、细化、平整、拟合、标定等一系列处理后,即可自动生成相对动态位移场.结果表明,激光电子散斑法能够胜任焊接动态位移场的测量,且具有非接触、测量精度高、对环境的防震要求低、可在明光下操作、能进行全场测量的特点.     

激光投影显示中二次散射散斑抑制方法

在光学投影系统中,激光经各种元件散射后在投影屏上形成一次散射散斑,投影屏对激光的再次散射,经人眼成像后在视网膜上形成二次散射散斑.在激光投影系统的照明系统中,引入位相调制器调制照明光束,可抑制在投影屏平面上的一次散射散斑,和投影屏二次散射后在人眼视网膜上的二次散射散斑.通过简化的投影系统,对二次散射散斑形成和抑制进行了理论分析,获得了二次散射散斑抑制的条件和抑制后散斑衬度的规律,并进行了仿真和实验验证.理论结果表明,在一定条件下,一次散射散斑与二次散射散斑的衬度变化规律相同.对简化模型进行了仿真计算,得到在投影屏上的像面散斑衬度为0.0096,在探测器平面上的二次散射散斑的衬度为0.019,表明位相板调制投影系统照明光束能抑制一次散射散斑和二次散射散斑.对理论和仿真结果进行了实验验证.     

电子错位散斑干涉系统中错位量的研究

电子错位散斑检测系统中,错位量对测量精度、灵敏度以及条纹对比度有很大影响。本文介绍了电子错位散斑干涉原理,研究了错位量与测量精度、灵敏度和条纹对比度之间的对应关系,并利用MATLAB模拟出不同错位量下干涉条纹图,将错位散斑模拟条纹图与理论分析有效结合,总结出选取错位量的方法,并将其应用于轮胎变形检测实验,取得了良好的实验效果。本文研究工作对无损检测中错位量定量选取具有实际指导意义。     

孔径径向扫描白光散斑干涉法的研究

提出了一种用于动态研究的新方法-孔径径向扫描白光散斑干涉法,介绍了两孔和直三孔径向扫描器.该方法是一种非接触式的用于动态测量的白光散斑法.分析了孔径径向扫描白光散斑干涉法的基本原理,给出了白光散斑全场滤波分析的平均光强解析式和实验结果.该方法的优点是利用散斑的调频技术能在一张白光散斑图上记录物体的连续动态变形的信息,在全场滤波分时,能将物体动态变形的信息方便地提取出来,得到清晰的全场白光散斑条纹图.直三孔径向扫描法能得到物体在x方向、y方向和45°方向上的变形信息.在实时全场滤波分析观察时,将滤波孔连续地沿径向扫描,可观察到物体连续动态变形的全过程,从而为物体的动态研究提供了一种新方法.     

基于电子剪切散斑法的塑封材料的无损检测

为检测轻工业产品的密封性能,应用电子错位散斑法对密封盖、药用密封装置以及食品塑封进行了检测。结果表明:电子错位散斑法能够较好地识别不同密封装置,不同部位,大小、形状各不相同的缺陷,迅速准确地对塑料密封结构质量做出判断;该方法操作简便,对缺陷部位敏感,能够较好地应用于实际现场测试。