白光散斑剪切干涉术的统计理论和实验研究

本文从散斑统计光学的基本原理出发，以随机过程理论为工具，进一步阐述了白光散斑剪切干涉术的统计特性，指出物面粗糙度和物面相干域应满足的一般条件，并对一般条件进行了实验验证，结果表明理论与实验保持一致     

白光散斑法及其应用

本文简述了白光散斑照相的基本原理,介绍了白光散斑法在高速动态小变形测量和钢筋混凝土大构件物变形现场测量中的应用.     

部分相干像面散斑技术

本文以光的部分相干性理论为指导,讨论了部分相干像面散斑(通常称为白光散斑)技术的关键.其结果可与激光像面散斑媲美.     

电子剪切散斑在检测材料缺陷中的应用

随着电子技术、计算机技术的飞速发展,传统的全息干涉技术已经发展到了电子散斑和电子剪切散斑阶段。电子散斑和电子剪切散斑不仅可以完成表面变形量的测量,并且由于它们具有实时性、高灵敏度、非接触性和全场测量等优点,在工业和科研领域中得到了越来越广泛的应用。本文首先介绍了电子剪切散斑干涉的基本原理,然后着重介绍了自行编制的对离面位移的电子剪切散斑图像进行处理的系统。该图像处理系统的主要功能有平滑、区域标记、像素统计等。用该系统对图像进行处理后,可以直接得到缺陷的实际大小。通过对带有已知缺陷模型的实际测量,所得结果与实际吻合较好,说明该图像处理系统是可行的。     

白光散斑照相术的部分相干理论及其应用

本文从光的相干性的角度出发,用部分相干理论分析了白光散斑照相过程。讨论了影响象面散斑对比度的诸因素,并对我们在此理论指导下完成的部分实验工作作了简介。     

贴片散斑法及其应用

贴片散斑法将一种可剥离铝箔贴附在试件表面,经随机划痕制栅后,以其精细的光学结构和高度的反射本领,在白光或激光照射下,表面辐射率随机分布函数作为散斑场,采取直接记录手段,用全息底片对此作物体变形前后的两次曝光,所得到的散斑底片将包含宽广的空间频谱范围,且全场分析条纹清晰、灵敏度高、量程调节范围大。此方法不仅适用于各种材料的直接散斑法测量,具有经济、可靠、操作简便的特点,还能应用于平面及可展曲面构件的现场量测。     

用白光散斑法测量大骨料混凝土的CTODc

本文利用白光散斑技术对一组大骨料混凝土三点弯曲切口试件测定了断裂参数 CTODc、结果表明,大骨料大试件素混凝土的 CTODc 值平均为44μm;此外,试验结果还说明,白光散斑技术精度高、操作简便,是一种有效的测量大型混凝土试件 CTODc 的直接测试方法。     

用白光散斑的直接记录法测量曲面变形

本文提出以物体表面精细光学结构在白光照射下辐射率随机分布函数作为散斑场,以全息软片为记录介质,采取无镜头成象技术,得到宽频域的散斑底片,并用有一定带宽的准单色光进行全场分析,测量可展曲面变形,其结果不仅具有较高的灵敏度,较大的灵敏度调节范围,而且其中的准备过程、记录过程和分析过程比现有的各种测量曲面变形的散斑法都要简单,该方法将可展曲面变形问题简单地转化为平面问题处理,保留了白光散斑直接记录法在测量平面变形时的全部优点,并能脱离暗室在工程现场中应用。     

光绘:自由开源的数字散斑图像生成和评价软件

生成数字散斑图像以及对应的变形图像是数字图像相关研究的基础,然而至今仍然缺乏功能齐全、操作简单、界面友好的专业散斑生成和分析软件;研究者需要自行实现相关算法,不仅费时耗力,也增加了出错的可能性。本文发布了一款自由开源的数字散斑图像生成和评价软件:《光绘》。该软件具有散斑图生成、变形图生成、散斑质量评价和散斑图案推荐等功能:可以生成椭圆、多边形和高斯散斑;可以渲染平移、拉伸/压缩、旋转、正弦、高斯和剪切带等变形模式的变形图;可以计算散斑占空比、散斑尺寸、系统误差和随机误差等关键散斑质量评价参数;可以根据工况生成矢量格式的推荐散斑图案。本文提出向后映射初值快速估计算法和散斑图预渲染技术实现了变形图的实时渲染显示,并使用积分图像技术大幅提升了灰度梯度平方和的计算效率。该软件不仅可用于数字图像相关的学术研究和工程应用,也可服务于实验力学的教学工作,具有广阔的应用前景。     

数字散斑剪切干涉及偏转平台法相移系统研究

在传统的剪切电子散斑干涉中 ,直接观测到的是干涉条纹图样。因此 ,如何将位移导数场的定量信息从剪切电子散斑干涉条纹图案中提取出来 ,一直是人们关心的问题。本文运用传播光矢量对数字散斑剪切干涉的条纹形成作了理论解释 ,使其物理意义更加清晰。理论分析表明 ,物体的微小偏转可引入线性附加位相。因此 ,通过连续偏转物体可实现剪切电子散斑干涉的相移。本研究通过计算机控制载物平台的精细旋转实现相移 ,结合传统的数字散斑剪切干涉技术以及四步相移算法 ,实现了数字剪切散斑干涉相移系统。利用该系统进行了中心加载、周边固定的圆盘的典型实验 ,实验结果表明该系统可以方便有效地提取出位移导数场的定量信息。     

用白光相对客观散斑技术实测海冰力学性质的初探

本文提出了一种改进的白光散技术，应用此技术测量了单轴压缩下海冰的弹性模量，实测结果与电测法的结果符合程度良好，本文方法操作简单，避免了海水的表面缺隐和浸反射条件差以及表面升华等因素对测量的影响。     

光栅大错位数字散斑干涉系统及其应用研究

本文用统计光学理论简要简述了大错位数字散斑干涉的原理及特点,并在此基础上首次提出利用光栅作为错位元件的光栅大错位数字散斑干涉。该方法具有与全息干涉计算相同的灵敏度,光路简单、结构紧凑,波像差小,防震要求低等特点,文中对该方程进行了详细的原理分析与介绍,利用其对典型试件受均布载荷下的离面位移场进行测量,通过理论值与实验结果的比较,表明该方法的可行性,该方法拓宽了散班干涉技术的适用范围,为实际生产中的     

低碳钢试件弹塑性边界的白光相关检测

金属试件的弹塑性边界检测对判断该试件是否失效有着重要意义,因此一直是研究人员较感兴趣的研究课题。利用激光和白光作为照明光源的方法都曾被提出以检测金属试件的弹塑性边界以及塑性变形。为避免激光测量的诸多缺点,本文提出一种用白光作为照明光源并结合数字图像处理来检测低碳钢试件弹塑性边界的方法。该方法将数字图像相关和低碳钢试件表面弹塑性变形前后对照明光强的反射特性结合起来以判断试件是否进入塑性屈服。文中通过对加载过程中低碳钢试件表面序列图像的处理,准确地判断了该试件是否进入塑性屈服,验证了该方法的可行性。     

反射型多火花摄影系统及其在动态实验力学中的应用

本文设计和建立了国内第一台反射型多火花高速摄影系统。与国际上前人的类似工作比较,光路更为合理,像质明显改善。利用此新设备,本文对多种光测方法,进行了初步尝试。文中还分析了半反镜在反射型光路中对偏振度的影响,并给出了补偿方法。     

Nondestructive testing using temporal phase evaluation in speckle interferometry

A novel nondestructive testing (NDT) method is reported in which temporal evolution of the speckles in speckle interferometry is used to measure large object deformations. The basic principle of the method is that continuous object movement introduces fluctuations in the phase of the speckle and is recorded as intensity modulation. Acquiring a large number of frames of the object motion, the phase data for the whole object deformation are then retrieved by the Fourier transformation technique. The method is capable of measuring more than 100 μm in-plane and out-of-plane deformation with speckle interferometry and more than 500 μm for speckle shearing interferometry. The authors discuss the NDT results obtained with the three methods and make some relative comparisons of each.     

区域密度滤波及其在数字散斑条纹处理中的应用

利用统计学原理对数字错位散斑条纹的形成进行了系统分析，并针对散斑条纹图所特有颗粒性强的特点，提出一种新的空域滤波方法－区域密度滤波。该方法能更有效地抑制散斑图中的高频噪声，也使条纹图更平滑，并且细节得到了最大程度的保存，避免了有些空域滤波法因误差积累而导致条纹移动的问题，进一步保证了相移技术和神经网络系统的计算精度。     

数字剪切散斑相关条纹图的形成及其分析

本文提出了用线性相关计算形成高可见度的数字剪切散斑相关条纹图的方法，为相关条纹图的自动分析奠定了良好的基础。文中还推导了附加位相与物光反射镜转角的关系，使精确地计算附加位相成为可能。同时还介绍了任意附加位相的三步相移技术。最后给出了用线性相关计算法形成的相关条纹图及计算出的位相图。     

电子错位散斑研究

本文从理论上分析了错位散斑实现电子干涉的可行性,推导了摄象机光靶接收的错位散斑的光强表达式,分析了电子干涉条纹的可见度,提出并实现了电子错位散斑技术的三种方法,即实时法,双曝光法和实时时间差法。获得了位移梯度等值条纹的电子干涉图。     

大错位量散斑干涉法测量残余应力

本文提出大错位量激光散斑干涉法结合钻孔法测量残余应力,对单向拉伸残余应力进行了测量,试验结果与理论解非常吻合,并且实现了对真实构件表面残余应力的测量.