基于三維電子散斑干涉技術(shù)測量物體變形的系統(tǒng)研究.pdf

1、三維電子散斑干涉技術(shù)(3D—ESPI)利用電子散斑干涉圖像攜帶物體表面位相信息的特性，可以測量物體材料的應(yīng)力、應(yīng)變、振動等性能參數(shù)。本文主要將此技術(shù)應(yīng)用于研究物體表面的三維變形及物體表面和內(nèi)部缺陷的自動識別。 論文簡述了電子散斑干涉技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r及其原理，并對電子散斑干涉技術(shù)測量物體面內(nèi)變形、離面變形以及三維變形的幾何原理進(jìn)行了詳細(xì)分析，介紹了幾種傳統(tǒng)的ESPI系統(tǒng)。 為了獲取物體表面的三維變形信息，需要將物體離面變形檢

2、測系統(tǒng)和面內(nèi)變形檢測系統(tǒng)結(jié)合在同一坐標(biāo)系中。論文根據(jù)要求設(shè)計了三種層層改進(jìn)的方案，系統(tǒng)中共用其中照射物體的一束光束，將面內(nèi)變形檢測和離面變形檢測系統(tǒng)結(jié)合到同一坐標(biāo)系中。第一種方案為傳統(tǒng)器件法，采用傳統(tǒng)光學(xué)元件進(jìn)行分光、傳光；為了能夠簡化一般3D—ESPI系統(tǒng)中光學(xué)器件繁多、器件移動引起的重復(fù)調(diào)整等缺點，在第二種方案中將光纖引入系統(tǒng)中，即Y型光纖法，設(shè)計了以Y型光纖為主要分光和傳光器件的ESPI系統(tǒng)；第三種方案為一分五型光纖法，在Y型光纖

3、法的基礎(chǔ)上，引入一分五型光纖，使系統(tǒng)更加簡便、緊湊。為獲得量化的變形信息，系統(tǒng)中將電子散斑技術(shù)與相移技術(shù)結(jié)合在一起，采用“4+1”相移算法，獲取物體表面的三維變形信息。 論文詳細(xì)講述了層層改進(jìn)的第一、二、三種方案的操作細(xì)則，重點將第三種方案，即一分五型光纖法的三維變形檢測系統(tǒng)進(jìn)行了實驗驗證，包括一分五型光纖法系統(tǒng)建立的實施方案、系統(tǒng)匹配器件的計算與選擇、系統(tǒng)三維坐標(biāo)的確立、系統(tǒng)中器件的對稱性調(diào)整以及相關(guān)參數(shù)的標(biāo)定等j采用木板作為