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专利号: 2016111499027
申请人: 盐城工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于数字散斑干涉的变形及斜率同步测量装置,其特征在于:包括激光发射器、第一分光棱镜、第二分光棱镜、单色CCD相机、平面镜、侧面全反直角三棱镜、透镜、压电陶瓷相移器和计算机;

所述激光发射器发射的激光经第一分光棱镜分成反射光及透射光,分别对应参考光路和物光路,其中,透射光经平面镜反射到被测物体表面,沿光轴对称布置有两面平面镜,两面平面镜的连线中点上设有侧面全反直角三棱镜,其中一面平面镜的背面设有压电陶瓷相移器且其中一面平面镜与侧面全反直角三棱镜之间设有光学开关,被测物体表面散射的物光被两面平面镜反射依次通过沿光轴方向上布置的侧面全反直角三棱镜、透镜及第二分光棱镜进入到单色CCD相机成像靶面;此外,激光经第一分光棱镜分成的反射光经光学开关及第二分光棱镜也投射到单色CCD相机成像靶面上;

所述单色CCD相机通过图像采集卡与计算机连接,所述压电陶瓷相移器通过直流稳压电源与计算机连接。

2.根据权利要求1所述的基于数字散斑干涉的变形及斜率同步测量装置,其特征在于:沿光轴对称布置的两面平面镜之间的距离可调。

3.根据权利要求1所述的基于数字散斑干涉的变形及斜率同步测量装置,其特征在于:所述计算机控制压电陶瓷相移器驱动平面镜平移产生相移。

4.一种根据权利要求1所述的基于字散斑干涉的变形及斜率同步测量装置的测量方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)被测物体加载变形前,打开两个光学开关,单色CCD相机采集数字散斑干涉图像作为参考图像;

(2)被测物体加载变形后,单色CCD相机采集变形后数字散斑干涉图像,并与参考图像进行实时相减,得到实时的耦合数字散斑干涉条纹图;

(3)打开参考光路中的光学开关,并关闭一支物光路中的光学开关,使得整个系统成为数字散斑干涉系统,实现被测物体表面离面变形的全场测量;打开一支物光路中的光学开关,并关闭参考光路中的光学开关,使得整个系统成为剪切数字散斑干涉系统,实现被测物体表面离面变形斜率的全场测量;

(4)通过光学开关在数字散斑干涉光路和剪切数字散斑干涉光路之间切换,并利用计算机控制压电陶瓷相移器同步采集多幅具有等相移量的数字散斑干涉条纹图和剪切数字散斑干涉条纹图;

(5)利用相移技术解调被测物体的变形和斜率信息包裹相位图,并对其进行相位解包裹处理,得到两幅连续分布的相位图;

(6)利用两幅连续分布的相位图分别计算出被测物体的变形和斜率信息。

5.根据权利要求4所述的一种根据权利要求1所述的基于字散斑干涉的变形及斜率同步测量装置的测量方法,其特征在于:被测物体表面变形及其斜率分别表示为:式中,λ为所用激光的波长,θ为接收物光与光轴的夹角,Δx为被测物体沿x方向的物面剪切量,δw对应被测物体表面离面变形的相位分布,δx对应被测物体表面离面变形斜率的相位分布。