基于激光散斑干涉的三维变形测量系统研究

发布时间：2022-12-09 06:40

　　激光散斑干涉技术是以激光散斑作为被测物场变化信息的载体,利用被测物体在受激光照射后产生干涉散斑场的相关条纹来检测双光束前后之间的相位变化,可以进行位移、变形和应变的全场测量。散斑干涉技术作为现代光学检测技术的发展延伸[1],不但具有光测法的诸多优点,更由于其适用性广,结构简单,测量精度高,结果直观明了等诸多显著优势,在各领域中的推广使用正在逐步增长。本文针对散斑干涉测量技术中的若干关键问题进行了研究分析。本文主要的研究内容如下:1、详细阐述了激光散斑干涉技术的理论原理及应用方向,对国内外该技术的演变历史以及发展现状进行了分析和研究。2、针对散斑干涉中应用的空间载波相移技术的相关参数进行研究,探究系统参数的选择对频谱分布的影响。从孔径光阑尺寸,参考光入射角度以及CCD相机的采样频率方面出发,分别进行了理论推导和公式计算,并通过实验,验证了结果的正确性。3、研究分析了现有的光滑表面力学性能的测试方法,提出了一种改进的数字散斑干涉光滑表面测量方法,对其原理推导和光路优化设计展开了深入分析,并对其中的关键技术进行了分析研究。4、完成了基于激光散斑干涉的测量系统的光路设计,进行了系统元件选型,及... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 三维变形测量技术概述
    1.2 散斑干涉技术发展历史及研究现状
    1.3 本文研究的主要内容及意义
        1.3.1 课题研究意义及主要内容
        1.3.2 课题来源及论文结构
第二章 激光散斑干涉测量技术及图像处理技术研究
    2.1 激光散斑干涉三维变形测量原理
        2.1.1 参考光束型散斑干涉测量光路
        2.1.2 双光束型散斑干涉测量光路
    2.2 条纹图相位提取技术研究
        2.2.1 相移法
        2.2.2 载波法
    2.3 相位滤波技术
    2.4 相位解包裹算法
    2.5 本章小结
第三章 空间载波相移技术中相关参数研究
    3.1 激光散斑干涉测量的频谱分布
    3.2 影响频谱分布的相关参数研究
        3.2.1 孔径光阑的尺寸影响
        3.2.2 参考光的入射角度影响
    3.3 实验分析与验证
    3.4 本章小结
第四章 基于散斑干涉的光滑表面变形快速检测
    4.1 光滑表面测量技术研究现状
    4.2 解决方案设计
    4.3 实验与分析
    4.4 本章小结
第五章 激光散斑干涉的三维变形测量系统研究
    5.1 测量系统光路设计
    5.2 压电陶瓷相移系统设计
    5.3 实验系统的组建以及验证实验
    5.4 仪器化设计
    5.5 三维变形测量系统实验与分析
    5.6 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 论文总结
    6.2 工作展望
参考文献
攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况


【参考文献】：
期刊论文
[1]全息术的新进展[J]. 谢敬辉,孙萍.  北京理工大学学报. 2003(02)
[2]空间载波相移法理论研究[J]. 刘廷瑞,赵永瑞,陈广庆.  光学仪器. 2004(05)
[3]基于空间载波条纹图的相位提取方法研究进展[J]. 张磊,刘斯宁,林殿阳,吕志伟.  激光技术. 2005(01)
[4]相位去包裹技术进展[J]. 王新,贾书海,陈光德.  仪器仪表学报. 2005(S2)
[5]带能谱分析的扫描电子显微镜在材料分析中的应用[J]. 王英姿,侯宪钦.  制造技术与机床. 2007(09)
[6]数字全息中实用相位解包裹算法研究[J]. 张亦卓,王大勇,赵洁,万玉红,江竹青,陶世荃.  光学学报. 2009(12)
[7]条纹图像相位提取方法研究[J]. 徐锋,胡松,罗正全,周绍林.  微纳电子技术. 2010(09)
[8]数字散斑相关法在变形测量中的应用[J]. 陈志新,梁晋,郭成.  光学精密工程. 2011(07)
[9]电子剪切散斑干涉技术时间相移法在金属梁微小位移测量中的应用分析[J]. 郑柱.  科技广场. 2011(05)
[10]电子散斑干涉测量中相移技术的新发展[J]. 杨连祥,祝连庆,谢辛,董明利,吴思进.  北京信息科技大学学报(自然科学版). 2013(02)

博士论文
[1]面向临床应用的激光散斑血流成像系统研究[D]. 张红艳.华中科技大学 2012

硕士论文
[1]相位解包裹算法及在相位测量轮廓术中的应用研究[D]. 刘稳.中北大学 2016



本文编号：3715037