基于剪切散斑干涉的薄壁金属粘接质量评估

薄壁金属粘接结构是国防工业中常见的结构类型,其界面粘接质量无损评价一直是国内外研究的热点和重点。本文基于数字剪切散斑干涉技术,利用四步相移法构建了剪切散斑干涉测量系统,详细分析了铝蒙皮粘接铝合金平板试件上不同粘接质量区域在负压载荷下的剪切散斑干涉条纹和离面位移场。实验结果发现粘接质量高低可通过剪切散斑干涉条纹图疏密程度表征。干涉条纹随着粘接质量增强逐渐稀疏,在局部弱粘情况下会出现类似脱粘状态的条纹分布。此外,本文利用Cohesive单元模拟胶粘层,计算分析了铝蒙皮粘接试件有限元模型在负压加载下离面位移场。数值结果与光测实验结果相吻合,验证了利用剪切散斑干涉技术评价薄壁金属界面粘接质量的可行性。     

基于激光剪切散斑技术分辨铝蜂窝缺陷类型

运用激光剪切散斑技术结合负气压加载,实现了蜂窝夹层结构内部缺陷类型的分辨,并使用数值计算方法分析不同类型缺陷在负压加载下的力学变形差异。文章首先制备了一块预置不同类型缺陷的卫星用铝蒙皮铝蜂窝夹层结构,缺陷类型分别为:上胶层垫膜、下胶层垫膜、去胶层、去胶层垫膜、去胶层油膜以及铣去蜂窝芯,尺寸依此为:10 mm、20 mm、30 mm和40 mm;接着简单介绍了剪切散斑干涉的基本原理,运用自行研制的激光剪切散斑系统结合负气压加载对蜂窝夹层试块加载;然后通过数值计算方法对比分析不同类型缺陷在负气压加载下的力学变形机理;最后使用热辐射加载进一步对样品进行探伤测试,分析两种加载方式的优劣。实验结果表明,激光剪切散斑干涉技术结合负气压加载可有效分辨铝蜂窝夹层结构内部的脱粘和夹杂等类型缺陷,数值计算方法可进一步佐证了实验结果。本文的研究可为蜂窝夹层结构的缺陷检测、缺陷类型分辨以及缺陷的力学变形机理分析提供技术支撑。     

散斑干涉条纹图降噪技术比较研究

电子散斑干涉条纹图在形成的过程中引入大量的散斑噪声,有效地去除噪声是电子散斑干涉技术研究的重要课题之一。对电子散斑干涉条纹的降噪方法进行了比较研究,仿真结果表明,传统的空域降噪方式在滤除噪声的同时对图像造成了一定的模糊,降低了图像的对比度。只有在降噪的同时充分地考虑条纹的方向性和条纹密度,才能更好地保留条纹图的结构和对比度,并为下一步提取相位图进行测量奠定一个好的基础。     

基于剪切散斑干涉无损探伤的缺陷深度测量北大核心CSCD

基于激光剪切散斑干涉技术构建了无损检测系统,通过对铝合金平板钻圆形盲孔覆橡胶层的方式制备了设有不同尺寸和深度的内部缺陷的复合材料粘接试件,利用施加负压激励研究了不同负压值下试件内部缺陷所在表面的散斑条纹和离面位移情况,并结合有限元计算验证了检测系统有效性。结果表明:相同缺陷深度和负压值下,缺陷尺寸越大,散斑条纹级数越多、离面位移越大;相同缺陷尺寸和负压值下,缺陷深度越深,散斑条纹级数越小、离面位移越小。在利用该剪切散斑干涉无损检测系统准确获取内部缺陷的形状、位置和尺寸等信息的基础上,进一步基于弹性薄板理论推导了缺陷深度。缺陷深度测量精度随缺陷尺寸增大而提高,同时随深度增大而降低,直径为20 mm深度小于1 mm的圆形缺陷深度测量误差值小于10%。本文研究为复合材料粘接结构内部缺陷的深度检测提供了有效途径。     

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。     

电子散斑干涉技术及应用

电子散斑干涉技术（ＥＳＰＩ）是一种用来测量光学粗糙表面的位移与变形的干涉计量技术。它利用激光散斑场做为待测表面的信息载体，通过电子学手段记录、比较和处理散斑场信息，最后以散斑干涉条纹的形式在电视监视器上显示出试件表面位移或变形的等值线条纹，是一种集光学干涉计量学、电子学及计算机图象处理技术为一体的自动测试技术，可以用于离面位移、面内位移、位移偏导场的测量、振动分析及材料或构件的无损检测等方面。本文     

基于激光剪切散斑干涉评估包覆药柱粘接质量

提出了一种新的模拟包覆药柱界面粘接缺陷的试样制作方式,并通过剪切散斑干涉技术评估包覆药柱的粘接质量,进而讨论该无损检测技术的探伤能力。文章首先介绍了包覆药柱人工缺陷的制作方式,制备了三个脱粘缺陷直径分别在2~4 mm之间的包覆药柱试块；接着简单介绍了剪切散斑干涉的基本原理,搭建了基于迈克尔逊干涉的光路系统,使用真空激励对包覆药柱试块加载；最后使用剪切散斑干涉技术对实际包覆药柱产品进行验证性探伤测试。实验结果表明,剪切散斑干涉技术是评估包覆层粘接质量有效的探伤手段,可检出直径为2 mm左右的人工缺陷,同时可以检测出实际包覆药柱产品的界面脱粘缺陷。本文的研究可为包覆药柱界面脱粘缺陷的制作以及该类型缺陷的检测提供技术支撑。     

电子散斑测量仪及其在无损检测中的应用

介绍了一种电子散斑测量仪（ＥＳＰＩ），对其测量原理，仪器结构进行了描述，分析了热加载测量机理，用热加载方式对铝蒙皮蜂窝站结构复合航空材料脱粘缺陷进行了无损检测（ＮＤＴ）得到了满意的效果。     

基于深度学习的ESPI条纹图骨架线智能提取

为实现电子散斑干涉条纹图骨架线的自动提取,引入了深度学习技术。网络利用带噪声的电子散斑干涉条纹图和对应的骨架线图进行训练,然后将所有待测电子散斑干涉条纹图同时输入训练后的网络中,即可直接得到相应的骨架线图像。提取200幅实验电子散斑干涉条纹图的骨架线只需11.7 s,且对于存在断裂的电子散斑干涉条纹图,传统骨架线法会失效,利用训练完成的网络可获得完整骨架线。通过对该网络在模拟电子散斑干涉条纹图和实验电子散斑干涉条纹图上性能的评估,证实了基于深度学习的电子散斑干涉条纹图骨架线智能提取的可行性。     

基于深度学习的激光剪切散斑干涉无损检测缺陷识别

剪切散斑干涉技术通过测量物体表面变形来推断其内部缺陷,具有高灵敏度、检测范围广、精度高等优点,是一种极具潜力的复合材料无损检测技术。目前缺陷识别主要采用人工方式,而人工识别不但检测效率低且受到专业性限制。为了提高剪切散斑干涉无损检测方法中的缺陷识别精度和效率,本文提出基于深度学习剪切散斑干涉缺陷识别方法。利用高精度四步相移技术获取剪切散斑相位条纹高质量成像;引入了应用广泛的YOLOv5和Faster R-CNN目标检测算法,通过实验采集了大量的缺陷图像,分别用YOLOv5和Faster R-CNN两种算法获得训练模型。然后将这两种模型分别应用于剪切散斑干涉无损检测中的复合材料缺陷检测。最后,实验从检测速率和检测精度方面对模型识别效果进行了对比分析。实验结果表明,激光剪切散斑干涉技术结合深度学习的方法能有效地实现剪切散斑干涉无损检测的缺陷自动识别,Faster R-CNN和YOLOv5的检测速率分别能达到11 f/s和50 f/s,并且两种深度学习算法的平均精度均能达到92%以上,验证了提出方法的可行性。     

电子散斑干涉条纹处理偏微分方程方法的回顾与展望

介绍了偏微分方程(PDE)图像处理的基本原理,构造偏微分方程模型的变分法和常见的滤波模型,并给出常见滤波模型的能量泛函。回顾了近几年偏微分方程图像处理技术在电子散斑干涉(ESPI)条纹处理中的应用成果,包括应用偏微分方程图像处理方法同时实现电子散斑干涉条纹图和相位图的滤波和增强处理,提出用于密集电子散斑干涉条纹处理的方向偏微分方程模型及提取电子散斑干涉条纹骨架线的偏微分方程方法。介绍了这些方法与传统方法相比的优势,并进一步展望了偏微分方程图像处理在光测技术中的发展趋势。     

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。     

电子剪切散斑中的相位分析方法

由于在电子剪切散斑干涉中被测物理量与光学位相直接相关，通过对干涉条纹的处理能够精确获取物体变形场的位相信息，运用相位分析方法即可导出物体在外力作用下的微小位移及形变。本文综述了电子剪切散斑干涉中条纹的位相测量方法，介绍了目前较为常用的几种相位分析方法的工作原理及实验方法，并讨论了各种方法在工程运用上的所具有的特点。     

用于航天蜂窝结构的激光与红外无损检测技术

介绍了错位散斑、红外热成像等无损检测新方法的原理,并利用各方法对预置缺陷的航天蜂窝结构样件进行了无损检测,获得了清晰的缺陷检测图像。选取激光错位散斑检测技术对大型航天蜂窝结构件进行了实际检测应用,结果表明,激光错位散斑检测从灵敏度、效率和适用性均为航天铝蜂窝结构产品的较好检测方法。     

相移数字散斑干涉术测量振动模态

数字散斑干涉技术是一种非接触，全场测试的光学测试方法。用数字散斑干涉术时间平均法测得的物体表面稳态振动，可描述为受高频分量调制的零阶Ｂｅｓｓｅｌ函数。文章提供一种在数字散斑时间平均法测振中使用的相移方案，以消除条纹图中的背景分量，使条纹仅与振幅有关，阐述了此方案的原理，并给出实验的结构和结果。     

基于小波变换的ESPI图像去噪及边缘提取

电子散斑干涉条纹的强噪声特性使其信噪比过低,常用的图像滤波方法对于散斑干涉条纹都存在一定的不足。针对散斑条纹的特点,建立了自适应滤波与小波变换相结合的组合迭代滤波方法。在对散斑条纹预处理基础上,通过选择不同的小波函数以及更改分解层次和函数中的阈值达到不同的滤波效果。经反复试验,对于不同的小波基,采用4层分解,阈值为0.15～0.3时与自适应滤波的迭代效果最好。在滤波的基础上对图像进行了二值化,并采用Sobel算子对其进行边缘提取,最终得到电子散斑干涉条纹的边缘分布图。结果表明,该方法可以有效消除条纹图中的散斑噪声,并且条纹的边缘得以较好的保留。     

基于ESPI的图像处理系统

从电子散斑干涉测量技术的基本原理出发 ,通过建立数学模型 ,编制了一种ESPI条纹图像处理软件 ,并通过电子散斑干涉条纹图象特征的分析 ,尝试一种频域滤波去噪算法———DCT指数低通滤波。实验结果表明该方法对ESPI条纹图象是有效的。     

电子散斑干涉图样及其模拟/数字混合处理

本文建立了一个电子散斑干涉(ESPI)系统。干涉图样经模拟电子处理,去掉散斑频谱以外的大部分噪声;再经数字图像处理,去掉散斑频谱内的残留噪声。与传统的ESPI系统相比,本系统大大提高了干涉条纹可见度,改善了测量精度。实验测量了几     

大位移电子散斑干涉法

针对电子散斑干涉（ESPI）法处理大位移时的困难,提出了一种改进的ESPI法。将数字散斑相关法（DSCM）引入ESPI中,由DSCM计算引起散斑去相关的面内位移,将所得二维面内位移对失配散斑场进行校准,恢复干涉条纹。用对离面位移敏感的ESPI光路,结合相移方法求得对应离面位移的相位数据,和二维面内位移一起,构成物体三维位移。对周边同定、中心加载的有机玻璃试件进行了测量,结果表明能产生质量干涉条纹,证明该方法是合理、可行的。     

电子散斑干涉图样及其模拟／数字混合处理

本文建立了一个电子散斑干涉系统,并将其产生的干涉图样进行模拟/数字混合处理。这种方法将数字图像处理技术应用干电子散斑干涉测量,使之与传统的模拟信号处理技术相结合,有效地改善了电子散斑干涉条纹图像质量,提高了测量精度。实验测量了几种物体的离面形变,而内位移和简谐振动并给出了一些实验结果。