载波相移云纹干涉法研究

通过对载波技术研究,提出载波相移云纹干涉法.采用该方法可以实现云纹干涉条纹信息的自动识别.给出了灵敏度和载波频率的定量关系式;同时,对载波数字相移云纹干涉法测试的精度进行了系统分析.     

利用电子散斑相移技术测量物体三维面形的方法

为了获得准确的面形测量,提出了一种相移电子散斑干涉技术测量物体面形的测量方法.利用电子散斑干涉产生载波条纹,该载波条纹受到物体表面高度的调制变得弯曲,引起载波条纹相位的变化,可运用相移技术提取物体的相位信息,最后根据高度和相位之间的关系得到物体的面形.介绍了该方法的原理,利用该方法对球冠物体进行了面形测量,证明该方法测量物体面形是可行性的.由于是采用散斑干涉的方法产生干涉条纹,因此该方法测量物体面形具有灵敏度高的优点.     

基于调制方向提取载波散斑条纹中心线的方法

条纹中心线法是一种重要的电子散斑干涉条纹解调方法,其前提条件是获得高准确度的条纹中心线.本文在分析载波电子散斑干涉条纹自身特征的基础上,提出了一种基于载波条纹调制方向提取条纹中心线的方法.该方法首先通过同态滤波有效滤除高频乘性散斑噪音,提取出载波条纹;然后应用基于调制方向提取中心线算法确定载波条纹灰度极值点并做二值化处理;再采用基于中心线拟合或者基于条纹间距的边沿中心线补偿法,获得完整的条纹中心线图.实验结果表明:该方法简单、可靠,能快速、准确地提取出连续的中心线.     

基于调制方向提取载波散斑条纹中心线的方法

条纹中心线法是一种重要的电子散斑干涉条纹解调方法,其前提条件是获得高准确度的条纹中心线.本文在分析载波电子散斑干涉条纹自身特征的基础上,提出了一种基于载波条纹调制方向提取条纹中心线的方法.该方法首先通过同态滤波有效滤除高频乘性散斑噪音,提取出载波条纹;然后应用基于调制方向提取中心线算法确定载波条纹灰度极值点并做二值化处理;再采用基于中心线拟合或者基于条纹间距的边沿中心线补偿法,获得完整的条纹中心线图.实验结果表明:该方法简单、可靠,能快速、准确地提取出连续的中心线.     

利用电子散斑相移技术测量物体三维面形的方法

为了获得准确的面形测量,提出了一种相移电子散斑干涉技术测量物体面形的测量方法.利用电子散斑干涉产生载波条纹,该载波条纹受到物体表面高度的调制变得弯曲,引起载波条纹相位的变化,可运用相移技术提取物体的相位信息,最后根据高度和相位之间的关系得到物体的面形.介绍了该方法的原理,利用该方法对球冠物体进行了面形测量,证明该方法测量物体面形是可行性的.由于是采用散斑干涉的方法产生干涉条纹,因此该方法测量物体面形具有灵敏度高的优点.     

载波全息干涉图的自动分析

用正交相干相位检测法实现了载波全息干涉图的自动分析.讨论了分析载波条纹图的边界效应,提出了一种易于在微机上实现的条纹图外插算法.最后给出了一幅实时法载波全息图的分析结果.     

载波相移云纹干涉法研究

通过对载波技术研究,提出载波相移云纹干涉法,采用该方法可以实现云纹干涉条纹信息的自动识别,给出了灵敏度和载波频率的定量关系式;同时,对载波数字相移云纹干涉法测试的精度进行了系统分析。     

一种基于傅里叶变换的分析载波条纹的新方法

针对传统傅里叶变换法处理光载波干涉条纹图时会有边缘效应产生的问题,提出了一种基于傅里叶变换法的外推延拓方法,并从理论上进行了数学推导。为了验证这种方法的正确性,分别对一维数字信号和二维空间载波条纹图进行了数值模拟,进一步分析了误差产生的原因,并与传统的傅里叶变换法对比。结果表明该法可以有效抑制传统傅里叶变换法处理光载波干涉条纹图时边缘效应所造成的较大误差,在基于空间域相位调制技术的波面干涉测量中,对空间载波条纹图进行处理,可以使相位的计算精度达到3.3 mrad。     

云纹干涉载频调制技术及分析

在物体变形场的测量中,云纹干涉的载频调制技术有重要作用.在云纹干涉中,对称光照明产生的衍射光沿试件栅表面的法线传播并产生干涉.通过改变照明光的入射角度,可实现变形条纹场的空间调制.通过光程差的分析说明了载波条纹产生的机理,得出了载波频率与照明光入射角度变化之间的关系式.利用三点弯曲加载结合二维载频调制实验,给出了实验结果.证明了在初始条纹较少的情况下,载频调制技术能有效地测量物体的位移场.     

基于迈克尔逊干涉的傅里叶变换散斑形貌测量技术

提出了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的方法。采用典型的迈克尔逊干涉光路，将物体偏转一微小角度（等效为物面与参考面间形成空气楔）产生等厚干涉，可在物体的表面引入包含物体高度信息的载波干涉条纹。用CCD采集该载波条纹图，利用傅里叶变换法可解调出物体高度的位相信息，从而实现物体的形貌测量。介绍了电子散斑干涉载频调制测量物体形貌的原理，并进行了实物测量，给出了实验结果。由于该方法采用散斑干涉方法测量物体形貌，所以具有灵敏度高的优点。     

用于微观场小应变测量的云纹干涉载波条纹法

在云纹干涉法的基础上，研究了一种新的测量方法——云纹干涉载波条纹法，利用初始载波条纹根据物体变形前后的变化对应变进行分析。实验证明：在结合适当的数字图像处理技术情况下，应用频率为1200lp/mm的试件栅，测量试件（微观场）变形产生的应变时，精度基本控制在±10με的范围内。对该方法的研究表明：其灵敏度可在1με以下。方法可给出U场诸行、V场诸列的平均应变值，使研究微观场小应变及微观场临近区域微小应变的不同成为可能。这一技术为MEMS研究中对相关力学内容的分析提供了技术支持。     

高频位相型曲面变形光栅的转移工艺研究

本文研究了在室温和８５℃温度环境下高频位相型曲面变形光栅的转移工艺。实验结果表明：通过这种方法可以复制出高质量的曲表面试件变形栅，并具有灵敏度高、条纹质量好、方法简便、可用于工业现场等优点。为云纹干涉法对曲面变形问题的研究提供了重要的手段。     

The separation of out-of-plane displacement from in-plane components by fringe carrier method based on large image-shearing ESPI

A fringe carrier method for separating out-of-plane displacement from in-plane components based on large image-shearing electronic speckle pattern interferometry (ESPI) is presented. If the test object is respectively illuminated by two expanded symmetric illuminations in large image-shearing ESPI, two interferometers are formed. Carrier fringe patterns can be introduced by tilting reference surface a small angle. The carrier fringe patterns are demodulated after deformation of the object. Two phase maps, which include out-of-plane and in-plane displacement, can be obtained by using Fourier transform. Then out-of-plane displacement can be easily separated from in-plane displacement by simple operation between two unwrapped phase distributions. The principle of spatial carrier frequency modulation in large image-shearing ESPI is discussed. A typical three-point-bending experiment is completed. Experimental results are offered. The results show that the method offers high visibility of carrier fringes. And the system presented does not need a special beam as a reference light and has simple optical setup.     

移相干涉技术中移相器的自校正方法

移相干涉技术（ＰＳＩ）是８０年代兴起的一门干涉图形自动识别技术，移相器作为移相干涉技术的关键部件其移相误差将直接影响到移相干涉技术的干涉图的识别精度。本文提出了一种移相器的自校正方法，即利用移相干涉仪的自身系统，通过快速傅里叶方法，对移相器进行逐步逼近校正。结合移相式红外干涉仪的研制，给出了一组移相器的自动校正的实验，实验表明，校正后的移相器的非线性误差可由原来的５％降低到０．２％。     

Statistical searching of deformation phases on wavelet transform maps of fringe patterns

A wavelet transform (WT) analysis is presented to obtain the deformation phases from the fringes with non-uniform carrier frequency, which may appear in the pattern of varied-periodic fringes generated in displacement measurement. Based on the phase maps of the Morlet WT coefficients distributed in a space-scale spectrum, a statistical processing is carried out to search the compacted density of the phase intervals over the scale, and from that the phase modulations related to the object deformation can be determined. Numerical simulation demonstrates the validity of the pattern-processing technique, and the experimental results show the applications to the measurement of the in-plane displacement by the digital speckle pattern interferometry (DSPI) and the measurement of the out-of-plane deflection by the projecting Moiré fringes.     

耐高温光刻胶光栅模板的制作与转移技术及其应用

作为试件变形传感元件的云纹光栅的制作是云纹干涉法的关键技术。本文提出了在１２０～２００℃高温下使用的光刻胶光栅模板的制作及在此温度下试件栅的复制工艺，并利用此技术研究了新型微电子封装组件在１２５～２０℃温度载荷下的热变形。实验结果表明：采用该方法可以获得高质量的试件栅，云纹条纹质量好，可用于试件微小区域内热变形的精确测量     

N-point spatial phase-measurement techniques for non-destructive testing

Spatial phase-measurement interferometry techniques commonly used in non-destructive testing are affected by a number of fundamental error sources. This paper focuses on the major limitations for phase calculations using standard N-point algorithms. These limitations include: the wrong carrier frequency, unequally spaced fringes, detector non-linearities and variations in the dc fringe intensity. The character and magnitude of these errors are quantified by using computer simulations. A displacement measurement of a bent plate using different algorithms on the same data shows that practical limitations are unequally-spaced fringes and variations in dc intensity and fringe visibility. These errors limit the resolution of this type of measurement to about a tenth of a wave r.m.s.     

一种新的数字散斑振动定量分析系统

在数字散斑干涉(DSPI)测量方法中，数字散斑时间平均法测量振动时得到的是贝塞尔条纹，其定量分析比较困难。该文采用贝塞尔条纹准相移技术进行数字散斑振动定量分析，即在参考光路中引入和物体同频率的偏置参考振动,当参考振动的相位改变时,振动条纹会产生移动,这相当于静态余弦条纹的相移,可以采用相移算法对数字散斑振动测量的贝塞尔条纹进行定量分析。文中开发了一种新的数字散斑振动定量分析系统，研制了一种低压光学相移器和测量控制电路，给出了圆周固定圆片和四周固定方铜板的振动测量结果。实验结果表明：采用本系统可以方便地定量测出物体的振动模态。     

Shape and slope measurement by source displacement in shearography

Shearography is a full field non-contact optical technique usually used to measure the gradient of the displacement of a surface subjected to thermal or mechanical loading. This paper describes the use of shearography for surface slope and shape measurement. Interferometric speckle patterns obtained before and after displacement of the optical source are correlated to yield correlation fringes which are, in general, a mixture of slope fringes and carrier fringes. This paper contains a full treatment of the sensitivity of slope fringes to the parameters; the illumination and the imaging geometry and the magnitude and the direction of the source displacement. The slope fringes are corrected for distortion, which is due to the necessary off-axis illumination, and are scaled using parameters calculated using a mathematical model. Experimentally generated phase-stepped slope fringes are unwrapped and integrated to recover the object shape.