电子散斑干涉测振技术.ppt

电子散斑干涉测振技术 电子散斑干涉技术 (ESPI) ，又称激光电视全息技术，是一种综合了激光、视频 、电子及数字图像处理等技术的现代光测方法。 它可以完成位移、应变、表面缺陷、裂纹检测和流体场、温度场等多种测试，因其通用性强、测量精度高、灵敏度高、频率范围宽、测量迅速简便及全场实时测量等优点，近年来获得了快速发展。 电子散斑干涉技术 电子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波前后之间的相位变化。一束激光被透镜扩展并投射到被检测物体的表面上,反射光与从激光器直接投射到摄像机的参考光光束发生干涉,在被照射的表面产生散斑场及一系列散斑图像。当物体运动时,这些散斑会随之发生变化,这些变化表征出被测物体表面的位移场变化或形变信息。使用CCD(电荷耦合器件)摄像机得到视频信号,由计算机软件处理分析后在监视器上显示出表征物场变化的散斑干涉条纹图,通过数值计算将这些条纹解析为人们所熟知的物理量。电子散斑干涉技术将全息干涉条纹图像转化为数字图像存储在计算机中进行运算和处理,处理过程实现了数字化、自动测量和对结果的直观解释。 基本原理 * ESPI原理图 电子散斑干涉法已广泛应用于振动测量和模态分析中 ， 出现了多种测振方法： 如时间平均法、双脉冲测振法和频闪测振法等。 电子散斑干涉测振技术 时间平均法的原理： 一般情况下， 物体的振动频率要 比 摄像机的记录场频要高得多，因此摄像机所接收的光强实际上是位于场周期的 平均 值 ; 通过去除直流分量即可得到反映振动振幅的相关条纹 。 时间平均法具有测量可靠、实现方便和抗干扰能力强等特点 ，得到了广泛的应用。 时间平均法 双脉冲激光器测振方法是利用两脉冲间隔小于光靶的“ 记忆时间” 来“ 冻结” 物体运动 ， 按静态变形进行测量。这种方法需要高功率的激光器 ，一般适用于研究物体的瞬态变化 。 双脉冲测振法 频闪法是将频闪照明和电子散斑干涉相结合，采用比被测物体的振动周期很短的脉冲激光照明物体，将物体振动在一个周期内的 两个位置当 作双曝光静态变形来处理 ，就可测出物体的振幅和相位。它的测量精度高 ，但需要较复杂的控制仪器 。 频闪法 ( 1 ) 首先， 电子散斑干涉测量所获得 的信息丰富，测量精度高 ，可以实现实时全场测量，工作效率高; ( 2 ) 将视频信号通过数字化后输人计算机中，并经适当的分析软件就可识别出结构的振型; 不仅能表现出结构振动节线的变化 ，同时能给出振幅或变形的详细变化规律 ; ( 3 ) 可以对结构在不同激振力或载荷下的振型或变形加以比 较 ，从而了解结构的振动特性 ， 避免出现共振 ; ( 4 ) 测量振动模态时不需要系统的传递函 数，所以对于大阻尼非线性结构的 振动测量也非常有效; ( 5 ) 采用相减模式处理干涉散斑条纹，消除了一般杂散光的影响; 测试仪器可在较强的环境光条件下工作 ，即可在太阳 光下工作 ，也可测量高温物体的振动。 因此 ，电子散斑干涉测试技术在振动测量方面有很好的应用前景 。 电子散斑干涉测振技术的优势 应用实例 L=80mm t=1mm r=5mm 有限元模拟结果与ESPI实验结果很接近，该方法的精度较高 谢谢