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电子散斑载频调制与系统研究

作　者: 韩青
导　师: 孙平
学　校: 山东师范大学
专　业: 光学
关键词: 散斑计量电子散斑干涉载波三维变形测量
分类号: O438
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 68次
引　用: 4次
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内容摘要

散斑干涉技术测量具有非接触,高精度和全场等优点,一直为人们所重视,尤其是被大量地应用于表面测量。并且随着电子技术、计算机技术、激光技术的发展促进了散斑计量技术的发展,使散斑计量技术向实时、高速度及自动化方向发展。在实际测量中,变形场的测量是用途非常广泛的一种测量方式,电子散斑干涉测量技术(ESPI)近二十年来已成为变形场测量的重要方法。散斑干涉测量利用条纹分析实现变形场的无损测量。若干种成熟的相位测量技术已应用于条纹分析中,大致分为时间相位测量法和空间相位测量法。实际测量环境大多不稳定或测量过程需动态进行,因此位移场的动态测量更具有实用价值。本文就电子散斑干涉测量变形场的理论与方法进行了研究和讨论,主要内容是:1.系统介绍了散斑的成因、产生方法及相关概念,回顾了散斑干涉计量的发展历程。2.介绍了光学粗糙表面散斑光场的统计特性,说明了电子散斑干涉测量的理论、原理和特点。变形前后的散斑图,通过散斑相减处理得到变形条纹,讨论了散斑场相减的统计特性。3.讨论了各种位相测量方法和三维空间相移电子散斑干涉仪的原理,对设计的三维载频位移干涉系统开发了配套的软件系统,并使用该系统对三维变形的柴油机油泵模型进行了典型实验,得到了理想的结果。针对实际中存在的对称变形提出光路更简单的单光束检测技术原理,并进行了典型实验,予以验证。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-10
第一章绪论  10-16
  1.1 激光散斑现象及其相关基本概念  10-12
    1.1.1 散斑产生的光学分析  10
    1.1.2 激光散斑场的产生方法  10-12
  1.2 散斑测量的起源与发展  12-15
  1.3 课题研究内容及方法  15-16
第二章电子散斑测量技术  16-28
  2.1 光学粗糙表面散射光场的统计特性  16-22
    2.1.1 散斑成因及其类型  16-17
    2.1.2 散斑图像的统计特性  17-19
    2.1.3 散射光场的一阶统计特性  19-21
    2.1.4 散射光场的强度自相关函数  21-22
  2.2 电子散斑干涉测量  22-28
    2.2.1 电子散斑干涉测量的发展及前景  22-23
    2.2.2 电子散斑干涉基本原理.  23-26
    2.2.3 电子散斑干涉相减技术的统计分析.  26-28
第三章位相测量技术  28-40
  3.1 条纹中心法  28-29
  3.2 外差法  29
  3.3 时间相移法  29-36
    3.3.1 概述.  29-30
    3.3.2 时间相移法基本原理  30-31
    3.3.3 产生相移的方法.  31-34
      3.3.3.1 压电陶瓷法.  31-32
      3.3.3.2 偏振相移法  32
      3.3.3.3 倾斜玻璃法  32
      3.3.3.4 移动光栅法  32-33
      3.3.3.5 拉伸光纤法  33
      3.3.3.6 液晶相移法  33
      3.3.3.7 半导体激光器改变波长法  33
      3.3.3.8 空气相移法  33-34
    3.3.4 相移算法  34-36
      3.3.4.1 定步长相移算法  34-35
      3.3.4.2 等步长相移算法  35-36
      3.3.4.3 相移散斑干涉计量  36
  3.4 空间相移法  36-37
  3.5 Fourier 变换法  37-39
    3.5.1 概述  37
    3.5.2 Fourier 变换法基本原理  37-39
  3.6 空间载波相移方法  39-40
第四章三维空间相移电子散斑干涉系统  40-62
  4.1 三维电子散斑干涉术的基本原理  40-42
  4.2 空间载频三维位移干涉仪的设计与原理  42-48
    4.2.1 空间载频三维位移干涉仪的研究背景  42-43
    4.2.2 空间载频三维位移干涉仪的结构  43-45
    4.2.3 三维载频调制原理  45-48
  4.3 三维载频干涉系统配套软件系统开发  48-55
    4.3.1 散斑干涉信号采集系统  49
    4.3.2 数字图像处理系统  49-55
      4.3.2.1 图像采集控制模块.  49-52
      4.3.2.2 图像处理模块  52-55
        4.3.2.2.1 空域变换  53-54
        4.3.2.2.2 条纹自动处理模块  54-55
  4.4 三维载频干涉系统在柴油机油泵中的应用  55-57
  4.5 对称变形场的单光束电子散斑干涉二维检测技术  57-61
    4.5.1 理论分析  58-59
    4.5.2 典型实验  59-61
    4.5.3 实验结论  61
  4.6 小结  61-62
参考文献  62-67
攻读硕士学位期间发表的论文  67-68
致谢  68

电子散斑载频调制与系统研究

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