旋转剪切散斑干涉法的研究

本文提出一种新的动态散斑照相法——旋转剪切散斑干涉法.文中给出了理论分析和初步的实验结果.该方法不仅能在一张剪切散斑图上记录物体动态变形的全过程,而且在全场滤波分析时能方便地给出任一瞬时物体的变形信息,得到清晰的、高衬比的干涉条纹图.该方法设备简单,用途广泛.     

频闪散斑照相法

本文讨论了频闪散斑照相法的基本原理,给出了简谐振动和非简谐周期振动散斑图的全场分析的平均光强分布和条纹可见度的解析式.理论和实验表明频闪散斑法较之时间平均散斑法有着明显的优点.     

孔径旋转频闪散斑照相法测量物体的固有频率

提出了一种测量物体固有频率的新方法－－孔径旋转频闪散斑照相法。该方法能方便地测量振动物体的固有频率，具有精度高、全场显示、条纹可见度好等优点，给出了理论分析和实验结果。     

基于电子散斑干涉与数字剪切散斑干涉法的悬臂薄板振动分析

基于激光光路的光波随机相位扰动,分析了电子散斑干涉实时图像相减时模态条纹图的形成机理,提出了一种振幅涨落测量法。搭建了用于离面振动分析的电子散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量系统,并对完整和含狭缝的悬臂铝板的振动特性进行了实验研究。实验结果表明,实时图像相减模式获得的模态条纹图对比度明显优于其他方法,得到的前10阶模态条纹图与有限元法计算结果具有良好的一致性。相比于电子散斑干涉法,数字剪切散斑干涉法对试样局部的刚度变化和缺陷更敏感。     

孔径径向扫描散斑照相法

本文提出了一种新的散斑照相法——孔径径向扫描散斑照相法,以及初步的实验结果.该方法的优点是能在一张散斑图上记录物体动态变形的全过程,在全场滤波分析时,能以等值条纹的形式给出任一瞬时物体在x轴、y轴和45°方向上的变形信息.     

一种新的多通道散斑照相术及其应用

提出了一种新的多通道散斑照相术，通过旋转光楔实现多通道散斑图记录。该方法不仅能在一张记录介质上记录物体动有一些状态的多通道散斑图，且用全场滤波分析时，能方便地同时给出所有通道的物变形信息，得到清晰高衬比的干涉条纹图。     

研测动态问题的旋转孔径散斑照相法Ⅰ:双孔、四扇孔

本文提出一种研测动态问题的实验新方法——旋转孔径散斑照相法。该法设备简单,利用一个旋转孔径装置,能在一张散斑图上记录下物体动态变形的全过程,然后在全场波滤分析时把各瞬时的信息分离出来,可得任意时刻的瞬态位移场。转孔法能应用于振动和非周期性动态问题,并以三个实验证实其可行性。实验结果表明,散斑条纹清晰可靠,定量分析与其它方法所得结果一致。     

剪切散斑干涉术的统计分析

本文用统计光学方法分析了剪切散斑图的成象过程;散斑图的频谱分布以及全场滤波干涉条纹的形成.发现剪切散斑干涉条纹不仅与三维位移微分有关,而且与面内位移量有关.在此基础上又讨论了影响干涉条纹质量的有关因素,并作了实验验证.     

基于单幅数字散斑投影及图像相关的离面振动测量

采用单幅数字散斑图投影及高速数字图像采集技术,研究了动态离面位移的测量。采用商用液晶投影仪将计算机产生的模拟散斑图投影到待测动态变形物体表面,由高速数字图像采集设备摄取并保存变形散斑图,采用时间序列数字图像相关软件计算出物体表面各点随时间变化的离面位移。这种方法用于振动分析时不仅可以获得振型分布,而且还可以获得各点的振幅值。与现有的激光频闪照相测振及激光多普勒测振等方法相比,具有光学系统简单,可全场定量测量。悬臂梁振动实验结果证实了该方法的有效性。     

剪切散斑干涉术的无损检测研究

剪切散斑干涉术用于复合材料的光学无损检测具有较宽的加载范围,便于实现缺陷的全场记录,防止漏检。本文从理论上推导了剪切散斑干涉条纹(等应变条纹)的强度分布,并证明随着加载量的增大,条纹变密的程度较全息干涉条纹(等位移条纹)缓慢。加之,剪切散斑干涉条纹灵敏度具有可调性,加载范围大为加宽。实验观察与理论分析一致。     

数字散斑法在局域剪切带三维变形研究中的应用

在适当的温度、应变率和预变形下,合金材料的拉伸试验中,将会出现伴随应力锯齿形跌落的雪崩式剪切变形带,即波特文-勒夏特利埃(Portevin-Le Chatelier,PLC)效应。利用高速数字摄像系统(分辨力1000 frames/s)并结合数字散斑干涉法(Digital speckle pattern interferometry,DSPI)和数字散斑相关法设计了一套光学变形测量系统,实现了拉伸试验中对试件表面三维变形的实时、精确测量。利用该光学系统对铝铜合金试件在拉伸试验中产生的跳跃传播的局域剪切带瞬态成核过程进行捕捉。通过结合数字散斑相关法得到的面内变形定量结果和数字散斑干涉法得到的表现离面变形的条纹图,再现了剪切变形带成核和传播瞬间的三维变形过程。     

Stroboscopic digital speckle pattern interferometry for vibration analysis of microsystem

In this paper, vibration measurement and analysis of microsystems, such as micro-electro-mechanical systems (MEMS) by using stroboscopic digital speckle pattern interferometry (DSPI) is presented. Because of the speckle interferometry, the technique is suited for samples which have a rough surface or whose surfaces can be sprayed into a scattering surface. A laser speckle microinterferometer incorporated with optoelectronic devices for a stroboscopic illumination and a synchronization of the signals between excitation and stroboscopic illumination is described and demonstrated. The system can measure both out-of-plane and in-plane displacement under either a static or dynamic loading. The fundamental is explained and some applications are demonstrated.     

Vibration analysis by means of digital shearography

Digital shearography, also called digital speckle pattern shearing interferometry, is described as a robust measuring method due to its simple optical setup and the relative insensitivity against ambient noise. It has been applied for nondestructive testing and strain measuring. This paper explores its possibilities for vibration analysis. The measuring device performing both continuous (time-average method) and stroboscopic illuminations is described. The selection of the illumination mode is made by adjusting a controller and performed simply by a computer. The real-time observation with refreshing reference frame technique and the quantitative evaluation with the phase shift technique are presented. The results show this measuring device is well suited for both qualitative and quantitative vibration analysis.     

光源编码的白光散斑剪切干涉计量术

本文提出了一种用非相干光源照明进行剪切干涉计量的方法—光源编码的白光散斑剪切干涉计量术.它采用光栅对光源进行编码以提高空间相干性,使物体的两个剪切像的波面部分相干叠加,以实现剪切干涉.     

数字散斑干涉技术在振动分析中的应用

首次将相移技术应用于频闪数字散斑干涉计量中,对物体的振动进行了定量分析.实验证明,这种方法有广泛的实用价值.另外,介绍了一套自动分析系统,讨论了各参数对测量结果的影响.     

Theory and experiment of spatially and temporally partially coherent speckle shearing interferometry

The theory and experiment of spatially and temporally partially coherent speckle shearing interferometry is reported in this rapid communication for the first time. The general requirements for the surface roughness and coherence area of a diffuse object surface in spatially and temporally partially coherent speckle shearing interferometry are discussed. An experimental verification is presented and the results of theory and experiment are in good agreement.     

基于剪切散斑干涉技术的物体变形动态检测

为使仅适用于静态测量的空间相移剪切散斑干涉系统可用于物体变形的动态测量,在对传统剪切散斑干涉系统加以改进的基础上,提出一种物体变形动态检测方法。将检测系统中的压电陶瓷控制器用参考镜代替,减少了物理装置控制与执行的时间。对于物体发生变形的同一状态,仅需采集一幅干涉图像即可满足后期计算,加以二维连续小波滤波和最小二乘相位解包算法,能满足物体变形动态在线检测的需求。理论和实测实验表明,该方法能快速可靠地检测出物体动态形变,整个系统的最大误差范围在-1.5 rad~1.5 rad之间,整个检测过程最大误差百分比为6.4%,有较高的精度和实用性,为新型剪切散斑干涉测量系统的改进和设计提供参考。     

Displacement measurements in structural elements by optical techniques

Speckle metrology and holographic interferometry (HI) have been used in several civil engineering applications. We present the results obtained by applying speckle photography (SP) to the study of two quadratic shearwalls with different boundary conditions, and the potential of the technique in the study of this kind of structures is described. The analysis of Young's fringes obtained with this technique at certain points on each shearwall provides the whole field of displacement measurements. HI has been used to measure the three components of absolute displacement, verifying that the bulging phenomenon does not affect the in-plane components when the applied load remains on the same plane as the shearwall. A qualitative analysis is carried out following an electronic speckle pattern interferometry (ESPI) technique. The results obtained by optical techniques are compared to the numerical results obtained by the finite element method (FEM), finding good correlation between them in all the cases.     

三维电子散斑干涉技术及其应用研究

通过大错位剪切镜和一作为参考物的压电陶瓷相移器将三个电子散斑干涉系统组成一新的三维电子散斑干涉系统。利用该系统，结合相移技术和图像处理技术，可得到独立的位移场(u,v和w场)。该技术的特点是用三个激光器作为光源，一个压电陶瓷相移器产生参考光并实现相移，CCD摄像机前放置大错位剪切镜以使物光和参考光产生干涉。将该技术应用到柴油发动机零部件测量上，得到了主轴承孔周的三维位移场。     

用于多参数同时测量的散斑干涉仪

本文描述了一种新的散斑干涉仪,它可以同时对表面应变物体的面内位移、离面位移、位移梯度和莫尔曲率进行测量;由于利用了取向滤波方法,在滤波系统输出平面同时得到了与这些参数对应的散斑条纹.还利用散斑空间运动规律较好地解释了散斑干涉与散斑剪切干涉之间的关系.