【摘要】：在眾多的光測技術中，電子散斑干涉測量技術因測量速度快、分辨率高、非接觸、適應性強、自動化程度高、成本低廉等優(yōu)點而廣泛應用于科學研究、醫(yī)學診斷、工程設計、自動在線檢測、質量控制、機器人視覺等方面。ESPI是在現代高科技成果，它集合了激光技術、視頻技術、電子技術、信息和圖像處理技術、計算機技術、精密儀器及自動控制技術。ESPI主要用來測量物體的變形，面形及物體的應變等。它可用來檢測各種工程機械及設備的變形、振動、沖擊、粗糙度、剛度和強度等特性，還可用來檢測土木結構、水利設施的變形。它不但可以作為模型設計、分析、樣機實驗的先進工具，而且還可以作為產品檢驗和生產過程控制的一種有利工具。該技術也可用來檢測復合材料、集成電路、壓力容器和焊接物體表面或內部缺陷，成為x射線、紅外和超聲等傳統(tǒng)無損檢測方法的一種有效的補償手段。經過30多年的發(fā)展，散斑干涉技術已經變得非常成熟，人們已經研制成功了可同時測量三維變形，形貌等多功能的散斑干涉測量系統(tǒng)，電子散斑干涉技術已經成為了一種非常重要的光學測量技術。 本文主要在電子散斑干涉技術的基本原理及形貌測量方面的應用作了研究與討論，主要內容如下： 1全面的簡單介紹了目前所有的光學測量技術，分析比較了這些方法各自的優(yōu)缺點，介紹了電子散斑干涉的歷史并對它的發(fā)展前景作了展望。 2詳細介紹的電子散斑干涉技術的測量原理，實現散斑測量的各個環(huán)節(jié)。并對在本文中起重要作用的個別公式的來源作了了推導。介紹了目前兩種最重要的相位提取方法：相移法和傅里葉變換法，針對相移方法應用非常廣泛的特點，本文全面介紹了三步相移，四步相移，五步相移，Carre算法以及多步相移的原理與公式。介紹了幾種常用的相移裝置，介紹了相位的解包裹處理方法。 3對新型大剪切棱鏡的設制來源，剪切原理做了說明。將大剪切棱鏡運用于電子散斑干涉，，繼承了剪切散斑干涉法光路簡單，抗干擾能力強的特點，本人對平移大剪切棱鏡的相移做了理論推導，證明了平移大剪切棱鏡可以引入穩(wěn)定的、線性的附加相位。 4將大剪切棱鏡運用于形貌測量，可提高實驗的穩(wěn)定性和抗干擾能力。分別用相移法和傅里葉變換法對球冠的形貌進行了實驗測定，實驗驗證了大剪切棱鏡可以替代大錯位晶體棱鏡(Wollaston棱鏡)。由于它優(yōu)良的性價比，所以在生產生活中具有廣闊的發(fā)展前景。在實驗中發(fā)現了一種可以有效消除散斑噪聲的方法，二次濾波法，通過實驗對比，發(fā)現對一個實驗結果進行兩次濾波后，實驗的結果明顯優(yōu)于一次濾波的處理結果，該方法可以有效的提高測量的準確度。
【圖文】：

變形前散斑圖

2()sin2()4sin()00rruuRRφφφφΔ Δ= +在上式中，散斑干涉條紋 sin (Δ φ(r )2)里面還是包含有高頻載波 ()(0Rφ φ+Δφ物體變化的是 ()()/20rRφ φ+Δφ項。散斑條紋的成因可作如下解釋：當物體某位的變化為2nπ時，該點的散斑沒有變化，將兩圖相減之后光強為零，顯示為黑當物體變形產生的相位變化不等于2nπ時，則隨機散斑高頻項使得最后的散斑圖間的條紋。下面三幅圖為實驗展示，被測圓盤是經打磨的鋁板，圓盤中心經千分尺加載，圖分別為加載前后的兩幅散斑圖，2-7 為相減之后的散斑圖，可見經過相減，我們理想的條紋圖。
【學位授予單位】：山東師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：O348.1;O438

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本文編號：2622323