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。     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时，因变形前后散斑场失配，相关性消退，干涉条纹严重退化，导致体现变形的相位信息无法准确获得，针对该问题，将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中，由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场，用数字的方法将失配散斑场进行再对准，使干涉条纹恢复，用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移，再与散斑相关所得的面内位移场相结合，可以求得物体三维位移，最后，对周边固定、中心加栽典型试件进行了测量，结果表明该方法是合理可行的。     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时,因变形前后散斑场失配,相关性消退,干涉条纹严重退化,导致体现变形的相位信息无法准确获得.针对该问题,将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中,由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场,用数字的方法将失配散斑场进行再对准,使干涉条纹恢复.用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移,再与散斑相关所得的面内位移场相结合,可以求得物体三维位移.最后,对周边固定、中心加载典型试件进行了测量,结果表明该方法是合理可行的.     

用相移电子剪切散斑技术进行离面位移测量

本文从理论上分析了电子剪切散斑干涉法(ESSPI)实现相移的可行性,推导了相移电子剪切散斑光强表达式;采用机械放大式相移器得到相移ESSPI条纹图。用计算机图象处理技术精确地获得位相图;用去包裹(Unwrapping)技术得到等位移梯度曲线和离面位移分布曲线,使ESSPI图象处理的过程简单化、快速化,提高了现代光力学测试的自动化程度。     

电子散斑干涉法测量碳钢腐蚀的面内位移

运用电子散斑干涉法研究碳钢腐蚀的面内位移.采用光纤导光,减少光学系统影响,提高了散斑图质量.电子散斑干涉法不仅能定量测得腐蚀的面内位移,而且能得到腐蚀速度的大小.     

电子散斑干涉术

简要介绍电子散斑干涉计量技术的实验系统组成、实验方法以及面内位移、离面位移的测量原理，并讨论了散斑的大小对测量系统的影响。     

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.     

剪切电子散斑干涉术

介绍了剪切电子散斑干涉技术，借助计算机图像处理技术的帮助，物体受载后的位移和位移梯度干涉条纹图能通过CCD摄像机的摄取而获得。这种技术具有如下优点：可不在暗房中试验；可以省去显影和定影；不用光学傅里叶变换提取信息；还可以从干涉条纹直接获得令人满意的结果，因而能被应用到不同的场合。可以预见，它将成为无损检测的有效工具之一。     

电子剪切散斑干涉技术时间相移法在金属梁微小位移测量中的应用分析

电子剪切散斑的图像稳定,对测量环境的要求低,可用于现场的无损检测。本文介绍了散斑干涉测量的原理与电子剪切散斑干涉时间相移法,并应用此方法对金属梁的位移场进行测量。     

白光散斑测试技术

从实际应用的需要出发,对改善白光散斑技术的测试效果在实验方法上进行了详细的探讨。结果表明,改进后的白光散斑技术可用于现场大范围位移的测试,且干涉条纹质量及测量精度有了很大的提高。     

电子散斑条纹骨架线的自动提取

应用电子散斑干涉方法测量试件的变形位移场时，条纹的骨架线对应位移场的等位移线，准确地提取相关条纹的骨架线是正确测量位移场的关键。提出了基于条纹细化算法的条纹骨架线提取方案，并对细化后的条纹进行了修整处理，去除了桥连和分杈现象，最后对细化后的条纹进行了拟合处理，减小了测量误差，经上述处理后获得了单位宽度的、比较光滑的条纹骨架线。应用条纹骨架线提取方案，能够快速、准确地实现条纹骨架线的计算机自动提取。     

气流场ESPI载频条纹图的消噪处理与相位提取方法

为拓展ESPI方法在流动可视化测量技术中的应用,对气流场ESPI载频条纹图进行了傅立叶变换、数字全低通滤波,和傅立叶逆变换的处理以消除散斑噪声,并直接将其替换为原散斑相关条纹图,进而成为保留了流场信息的高对比度、低噪声的灰度条纹图,便于提取原散斑图中流动相位信息.根据模拟数据确定了由这两种条纹图互换所引起的空间相移量和相应流场测量中的修正量.提出了用灰度扫描法对互换后的条纹图进行一维灰度扫描,由灰度计算得出气流扰动的一维相位差分布和流场一维温度分布;同时也用FTP法对该图进行了二维相位展开和温度分布计算,亦可对多帧条纹图进行时间轴上的逐点相位提取以计算其他流场参数.结果表明,计算数据与实测符合,方法简单易行,为在气流场参数测量中应用动态ESPI方法提供了一种实用有效的方法.     

激光散斑干涉法测物体表面的温度场

本文阐述了用激光散斑干涉术测物体表面温度分布的基本理论与方法,并将激光散斑干涉法与常规热电偶法进行了对比,两种测量所得结果基本相同,但激光散斑干涉法对原温度场基本无干扰这一优点是常规热电偶法所无法做到的。     

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.     

基于高速摄像的ESPI全场动态特性测量

采用高速摄像与ESPI技术相结合,将运动中的被测物位移随时间变化的状态以序列图像的形式实时记录,并运用图像处理技术,成功地实现了ESPI动态测量。测量了悬臂梁的自由振动过程,获得了悬臂梁的振动周期、振动频率和阻尼系数等动态特性,实验结果与理论计算值相吻合。     

Surface Deformation Measurement by Phase-Shift Holographic Interferometry

In this paper, the principle of phase-shift interferometry is first briefly introduced. Then it is used as an illustration to measure small surface deformation, and the measurement accuracy of 0.02μis obtained. This demonstrates that the technology has great significance for strain analysis in experimental mechanics.     

采用数字图像相关法的人体测量

为了能够快速重建三维人体点云数据,提出并实现了一种基于数字图像相关法的快速人体测量技术。首先搭建由彩色相机、黑白相机和散斑投射器构成的人体测量系统,采用光束平差法完成系统的总体标定。控制散斑投射器与黑白相机同时触发,在散斑结构光投射的瞬间,黑白相机采集带有散斑图案的人体,彩色相机拍摄真实人体图像。应用数字图像相关法完成图像匹配,用双目立体视觉解算出人体点云,多视场点云自动配准最终得到完整的三维人体点云数据。实验结果表明,扫描得到的人体数据完整,细节特征保持且速度不足一秒,可以满足人体测量的要求。     

Holographic Deformation Measurement by a Spatial Carrier Fringe Technique

A carrier fringe techrtique for measuring surface deformation is described and verified by experiments. In contrast to conventional holography and fringe analysis, this holographic system is based on fibre optics and automatic spatial carrier fringe pattem analysis techniques Single-mode optic fibres are used to transfer both the object and reference beams. Carrier fringes are generated by simply translating the object beam between two exposures The Fourier transform is applied to the carrier fringe pattern to convert it to the spatial frequency domain, where it is processed The results are given for a centrally loaded disk, including a 3-D perspective plot of the out of plane deformation field, phase map, grey level map and contour map.     

数字散斑相关法在SEM观测岩石变形时的应用

通过带扫描电镜的伺服实验机对岩石进行了原位拉伸观测实验,实时采集了岩石变形破坏过程中表面细观形貌的扫描电镜(SEM)照片.将亚像素插值和相关系数插值相结合,有效提升了数字散斑相关法的搜索效率和计算精度,并通过自行研发的数字散斑相关方法(DSCM)程序实现了岩石SEM图像中微小变形的分析计算.通过对比实验测定结果和软件计算结果,验证了算法的有效性.结果表明:岩石变形具有明显的非均匀性,在整体受拉的情况下局部出现受压区,其原因在于应力集中或损伤软化现象,且随着载荷的增加,损伤逐渐加剧并导致应变集中,从而诱发断裂.