应用激光数字散斑测量物体面内位移的研究

利用激光数字散斑原理搭建光路对物体面内位移进行测量,利用CCD接收毛玻璃移动前后的散斑图像,通过计算机数字图像处理得到干涉条纹并计算毛玻璃的面内位移。最后讨论对本系统测量的灵敏度,范围和精度进行了分析和讨论。     

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。     

基于傅里叶变换相位的散斑面内位移量算法

散斑照相计算面内位移时,传统算法直接使用散斑图傅里叶变换的功率谱信息,最小可检测位移量会受到散斑尺寸的限制。为了解决这一问题,采用基于傅里叶变换相位信息的新算法进行了理论分析,证明了新方法中最小和最大可检测位移量取决于所用光电转换器件（如CCD或CMOS）的像元间距和光敏面大小,与散斑尺寸无关。结果表明,该方法的测量范围最小可达2pixel间距,最大可达光电转换器件光敏面宽度的一半。实验测量与理论值吻合。     

电子散斑干涉技术的精度研究

通过电子散斑测量离面位移的实验研究,对电子散斑干涉计量的测量精度进行了评估,分析了误差来源并提出了提高该技术测量精度的措施。     

基于频域数字散斑相关方法的面内微位移测量

使用传统数字散斑相关方法对物体面内微小位移进行测量时,由于受到噪声影响和算法本身的局限,会出现测量精度低、数据处理速度慢等问题。针对以上缺点,应用频域数字散斑相关方法,通过散斑记录和MATLAB软件编程,实现了物体面内微小位移的测量。这种方法不但弥补了传统数字散斑相关方法的不足之处,而且简化了一般光学测量过程中的反复调校过程。理论分析及实验结果表明,应用频域数字散斑相关方法测微位移的系统结构简单、处理速度快、精度高,能够达到微米级,相对误差小于1%。     

测量动态离面位移的旋转孔径散斑照相法

本文提出利用旋转孔径进行散斑照相,研测动态离面位移场.该法能在一张散斑图上同时记录物体动态离面位移的全部过程,全场滤波可得任意时刻的瞬态离面位移场.     

基于分形插值的频域散斑相关法面内位移测量

针对传统频域数字散斑相关法在测量物体面内位移测量精度较低的问题,提出一种基于分形插值的频域数字散斑相关法。该方法在频域数字散斑相关法的基础上,引入Hanning窗函数对图像进行滤波处理,克服了图像边缘效应对最终位移值的影响;同时利用散斑图像的子区域与整幅图像在结构形态和灰度特征的自相似性,采用分形插值的方法进行亚像素插值,进而能精确定位相关点,得到更精确的亚像素位移值。实验结果表明:该方法保持了频域散斑相关法的测量速度,且将测量的绝对误差降低在0.01~0.03 pixel以内,并进一步通过刚体平移实验测试了算法的可靠性。     

ESPI技术测量静态和准动态面内位移

利用高速CCD摄像技术和电子散斑图干涉(ESPI)法，研究了薄板的静态和准动态面内位移测量技术。采用小光圈成像技术和图像灰度进行线性变换的图像处理技术，实现对散斑图像的低通滤波和高通增强处理，提高了散斑条纹的对比度和清晰度，为条纹图的定量处理提供了方便。     

电子错位散斑条纹特性的实验研究

通过位移位相存在的真实性实验和位移梯度的解相关实验，证实电子错位散斑干涉术的条纹是由物体变形所引起的位移位相和位移导数位相及由位移和位移导数共同决定的附加位相之和的余弦条纹。这种余弦条纹的质量和对比度与位移、位移导数及滤波光孔的直径有关。     

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。     

三维相移电子散斑干涉中的位移场分离研究

提出一种可将离面位移与面内位移分离的方法。在双光束电子散斑干涉(ESPI)中增加参考光,使其为两光束所共用。实验时,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2幅相位图。理论分析表明,只需简单的相位运算就能够将面内位移场与与离面位移场分离。典型的3点弯曲梁实验证实了该方法的可行性。     

载频电子散斑位移场分离技术研究

提出了载波调制分离位移场的方法.在双光束电子散斑干涉(ESPI)中增加参考光,使这路参考光为两光束所共用.通过偏转物体引入载波调制条纹,具有条纹对比度高的优点.物体加载后,载波条纹受物体变形的调制而发生弯曲变形.实验时,两束光各自独立地对变形物体进行测量,采集物体变形前后的条纹,利用傅里叶变换法,可分别解调得到包含离面和面内位移信息的2幅位移图.理论分析表明,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.利用典型的周边固定、中心加载的圆盘实验,表明了该方法的可行性;周边固定、中心加载的圆盘变形所包含的面内位移大小与离面位移相比,大约低1个数量级.     

电子散斑干涉术（ESPI）在激光加热实验中的应用

本文叙述了在激光加热实验中应用电子散斑干涉术进行测量的方法。给出了用千瓦级连续波二氧化碳激光加热铝合金板时产生的热变形的测量结果。对激光加热实验中可能发生的影响测量结果的因素进行了讨论．     

基于大剪切方棱镜的三维电子散斑干涉技术

提出了一个新的测量物体三维形变量的系统.其中,光源部分由3个激光器组成,参考物被粘贴在压电陶瓷(PZT)相移器上,通过该相移器产生参考光并实现相移,物光和参考光通过放置在CCD前方的大剪切棱镜产生干涉.为了验证该系统的可行性,对简支梁进行了位移场的测量,并给出了实验结果.由于大剪切方棱镜采用普通玻璃材料制成,因此不仅克...     

Fringe-contoured-window sine/cosine filter for saw-tooth phase maps in ESPI

In electronic speckle pattern interferometry (ESPI), because saw-tooth phase map obtained by phase-shifting is inherently full of speckle noise, noise reduction should be carried out to suppress high-level noise before it is unwrapped. In accordance with the feature of the saw-tooth phase map, an adaptive filter method combining the classical sine/cosine filter and the fringe orientation information of the phase map is developed. A fringe orientation map is first generated from the saw-tooth phase map, and then a fringe-contoured window is derived accordingly. Finally, filtering is carried out within the window. Compared with existing filters, it has a better performance on phase jump information preservation without any blurring effect on phase distribution provided that filtering is implemented on the equal-phase window. Moreover, its capability for noise reduction is more powerful. The effectiveness and advantages of the novel filter have been also verified by both simulated and real saw-tooth phase maps.     

电子散斑干涉场的空间调制与解调技术

提出了偏转物体实现电子散斑干涉（ESPI）条纹调制的新方法。当物体有微小偏转时可形成等间距的干涉条纹,从而形成载波条纹。物体加载后,该条纹受物体变形的调制而发生弯曲变形。采集物体变形前后的条纹,利用Fourier变换法,可解调出变形场的位相,从而实现物体变形场的精确测量。对偏转物体方法的调制机理进行了理论分析,并利用中心加载周边固定圆盘进行了典型实验。结果表明,该方法能够高质量地调制ESPI场,求解位移场。     

数字散斑干涉技术及应用

介绍了数字散斑干涉技术在位移、应变、振动和医学诊断等领域中的应用和国内外发展状况。提出了一种新的应用领域—数字散斑干涉技术在语音识别中的应用,并对该方法作了介绍,讨论了它的特点。     

基于电子散斑干涉技术的IC芯片加速寿命预测研究

提出了基于电子散斑干涉技术(ESPI)可预估局部温度最高区域的加速寿命预测方法.实验通过对芯片样品进行了动态工作模式下的功耗评估,预估了芯片局部温度最高的热源区域,尔后对此区域进行去封装处理;在芯片去封装区域,分别测出常温和高温环境下芯片动态上作模式的裸片表面温度,以此数据作为Arrhenius模型中加速因子的结温,求出加速因子;最后,根据实验得出芯片存高温环境下的寿命时间,即可推出其在正常工作条件下的寿命.结果表明,这种方法具有准确、快速和简单的特点,可广泛应用于微电子器件的正常工作寿命预测.