物體表面三維形變測(cè)量在工程材料、生物醫(yī)學(xué)、航空航天等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用,數(shù)字散斑干涉技術(shù)因?yàn)榫哂腥珗?chǎng)、非接觸、高精度等特點(diǎn)而日益得到重視。一般的數(shù)字散斑干涉系統(tǒng)只能實(shí)現(xiàn)或離面或面內(nèi)形變的單一測(cè)量,本文將數(shù)字散斑干涉與數(shù)字圖像相關(guān)結(jié)合,一套光路即可實(shí)現(xiàn)離面形變和面內(nèi)形變的同步測(cè)量,使用對(duì)離面位移敏感的光路,記錄散斑變形前后散斑干涉圖并重建物波強(qiáng)度與相位,根據(jù)物波相位變化可求得離面形變,對(duì)物波強(qiáng)度進(jìn)行數(shù)字圖像相關(guān)處理可求得面內(nèi)形變。論文詳細(xì)介紹了散斑干涉與數(shù)字散斑相關(guān)的測(cè)量原理。對(duì)散斑干涉中的相位檢測(cè)進(jìn)行了仿真,模擬了理想情況、光強(qiáng)不均勻、振動(dòng)等情況下的相位提取,并計(jì)算了不同情況下不同相位檢測(cè)方法提取出的相位的信噪比,對(duì)時(shí)間相移技術(shù)與空間載波技術(shù)進(jìn)行了定量分析與比較。對(duì)影響測(cè)量精度的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行了分析設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。根據(jù)頻譜分離的條件,對(duì)光闌直徑和參考光入射角度進(jìn)行了分析設(shè)計(jì),并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了驗(yàn)證,所設(shè)計(jì)的參考光入射角及光闌直徑范圍可保證頻譜分離。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了光闌直徑和參考光物光光強(qiáng)比對(duì)相位圖質(zhì)量的影響,給出了可取得良好相位圖的光闌直徑和參考光物光光強(qiáng)比范圍。最后搭建了以馬赫曾德?tīng)柛缮鎯x為核心的三維形變測(cè)量系統(tǒng),參物光光強(qiáng)比可調(diào),使用該系統(tǒng)對(duì)一塊螺旋測(cè)微頭加載的鋁板的離面變形以及對(duì)平動(dòng)鋁板的面內(nèi)位移進(jìn)行了測(cè)量。
【學(xué)位單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG806;TP391.41
【部分圖文】：

圖 1-1 雙光束 ESPI 三維形變測(cè)量系統(tǒng)[34,35]Figure 1-1 3D deformation measurement based on double beam ESPI國(guó) DANTEC DYNAMIC 公司推出的 Q-300 數(shù)字散斑干涉三維形變測(cè)量系統(tǒng)光路實(shí)現(xiàn)三維形變的測(cè)量，可獨(dú)立獲得三個(gè)維度的變形，精度達(dá)亞微米和上述孫平的方法類似，系統(tǒng)光路圖 1-2 如圖所示，在測(cè)量面內(nèi)兩個(gè)維時(shí)，需要將圖中對(duì)稱照明光束旋轉(zhuǎn) 90 度，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)三維形變的分時(shí)。

圖 1-1 雙光束 ESPI 三維形變測(cè)量系統(tǒng)[34,35]Figure 1-1 3D deformation measurement based on double beam ESANTEC DYNAMIC 公司推出的 Q-300 數(shù)字散斑干涉三維形變實(shí)現(xiàn)三維形變的測(cè)量，可獨(dú)立獲得三個(gè)維度的變形，精度達(dá)述孫平的方法類似，系統(tǒng)光路圖 1-2 如圖所示，在測(cè)量面需要將圖中對(duì)稱照明光束旋轉(zhuǎn) 90 度，只能實(shí)現(xiàn)對(duì)三維形

上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文學(xué)周文靜等人提出了一種使用一分五型光纖的三維形變測(cè)量 1-3 所示，從激光器出來(lái)的光分為 5 束，其中一束作為參考稱照明物體，另兩束在 yoz平面對(duì)稱照明物體，通過(guò)開(kāi)關(guān)通過(guò)，CCD 記錄不同光束的干涉，測(cè)得不同維度的形變信息三個(gè)維度的形變信息，但是需要分次記錄，不能在動(dòng)態(tài)測(cè)量場(chǎng)
【參考文獻(xiàn)】

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1 馮家亞;王永紅;王鑫;吳思進(jìn);楊連祥;;基于4f的大視角剪切散斑干涉系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];應(yīng)用光學(xué);2015年02期

2 史紅健;計(jì)宏偉;何小元;;一種三維變形光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)及微結(jié)構(gòu)力學(xué)性能測(cè)試應(yīng)用[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年03期

3 劉瑞金;孫平;;一種可實(shí)現(xiàn)電子散斑干涉的新型大錯(cuò)位方棱鏡[J];應(yīng)用光學(xué);2011年01期

4 周文靜;于瀛潔;;基于光纖的三維電子散斑干涉測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];光學(xué)精密工程;2008年10期

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2 高建新;數(shù)字散斑相關(guān)方法及其在力學(xué)測(cè)量中的應(yīng)用[D];清華大學(xué);1989年

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本文編號(hào)：2881028