DSE-1數(shù)字智能化光測力學綜合儀
系統(tǒng)涵蓋了從全息光彈性到電子散斑、電子剪切散斑再到數(shù)字相關(guān)等光測力學發(fā)展歷程所經(jīng)歷的大部分實驗,按照《光測力學》實驗指導(dǎo)叢書包含的經(jīng)典實驗配置各光學元器件。不但有傳統(tǒng)的拍照、顯定影等濕式處理,也有圖像計算機自動采集計算的現(xiàn)代圖像處理技術(shù)。系統(tǒng)除了*的9個典型實驗(配實驗大綱)外,還允許用戶利用散件自由設(shè)計并布放諸如邁克爾遜干涉儀、泰曼-格林干涉儀等,適合相關(guān)專業(yè)本科及碩士研究生教學及科研使用。
- 儀器特征
A)多功能,非接觸測量,直觀,能獲得全場信息、可測量應(yīng)變、位移、應(yīng)力,而且具有高的靈敏度;
B)全面及具有靈活性和新穎性,包括:光彈性、現(xiàn)代光測力學、計算機輔助光測力學和形狀測量方法;
C)提供各種典型試件,可方便直接通過實驗獲得結(jié)果,便于學生和工程技術(shù)人員接受和推廣,短期內(nèi)能迅速掌握,適合較高層次人才培訓(xùn)的需要;
- 儀器功能及參數(shù)
A)光彈性實驗(Photoelasticity)-獲得雙折射模型的內(nèi)部及邊界應(yīng)力條紋。
視場直徑100mm;
雙光源(含單色鈉光λ=589.3nm和電子白光);
zui小刻度20刻度框;
線偏振鏡直徑100mm,偏光度99.91%以上,透光度33.5%以上,耐受溫度58℃,濕度95%;
四分之一波片直徑100mm;
帶有數(shù)碼顯示的力傳感器,實現(xiàn)拉壓彎載荷,量程1500N,精度5%;
B)現(xiàn)代光測力學
(a)全息干涉(Holographic Interferometry)-可以用于離面或面內(nèi)位移的測量。
氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波長λ=6328埃;
非球面鏡直徑150mm;
f4過半球擴束鏡;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
周邊固定,中心受載圓盤試件;
紅光敏感全息干板;
(b)全息光彈性(Holographic Photoelasticity)-可以測量透明模型的等和線,結(jié)合光彈性的等差線,可以分析全場應(yīng)力和接觸應(yīng)力。
氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波長λ=6328埃;
非球面鏡直徑150mm;
f4過半球擴束鏡;
線偏振鏡直徑25mm;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
雙折射試件及有機玻璃試件;
紅光敏感全息干板;
(c)高密度云紋干涉(High Sensitive Moire)-在結(jié)構(gòu)上復(fù)制的光柵,獲得反映結(jié)構(gòu)變形的條紋。
密度為600線/mm或1200線/mm;
非球面鏡直徑150mm;
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴束鏡;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
zui大位移靈敏度:離面0.316微米(λ/2);面內(nèi)0.417微米(1200線/mm);
zui大測試范圍0.1~35mm2;
放大倍數(shù)0.2~200倍;
條紋分辨率100條/mm;
圖像采集卡:進口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:焦距50的CCTV定焦頭;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
(d)剪切散斑干涉(Shearography)-可以用于測量結(jié)構(gòu)位移變化的梯度,可以用于非破壞檢測。
剪切鏡10、30、50;
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴束鏡;
周邊固定,中心受載圓盤試件;
成像屏,毛玻璃;
紅光敏感全息干板;
(e)散斑照相(Specklegraphy)-可以測量結(jié)構(gòu)面內(nèi)逐點和全場位移。光學傅立葉變換后,可以提取條紋的信息,如可以獲得和分離散斑照相中全場位移,水平方向位移(U場)及垂直方向位移(V場)。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴束鏡;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
成像屏,毛玻璃;
紅光敏感全息干板;
(f)影像云紋(Shadow Moire)-可以用于測量物體的形狀、面形,也可以測量變形。方法直觀,直接顯示等高線。靈敏度可隨柵線密度和入射角度調(diào)節(jié)。
白光光纖冷光源150w;
帶有75mm定焦投影放大鏡頭的投影系統(tǒng);
云紋柵板1~2線/mm;
演示試件,石膏像;
可調(diào)節(jié)平臺;
C) 電子散斑干涉(ESPI)及電子剪切散斑干涉(ESSPI)
(a)電子散斑干涉(ESPI)-可以測量離面或面內(nèi)位移場,由CCD攝相機取得圖像信息,直接由計算機進行圖像處理,直接獲得干涉條紋。特點是不用經(jīng)過顯定影處理和光學信息提取,靈敏度高,可不在暗房中操作。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴束鏡;
漸變分光器,0~95%漸變分光;
周邊固定受中心載荷圓盤可繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
λ/4高能全反射鏡,反射率≧99%;
測量靈敏度,波長級;
測量量程0.5λ~10λ;
測量范圍≦300mm2;
圖像采集卡:進口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:28-70的變焦鏡頭;
線偏振鏡直徑25mm;
偏振分光棱鏡,方棱鏡,尺寸半英寸;
(b)電子剪切散斑干涉(ESSPI)-測量離面位移梯度,關(guān)鍵元件為固定剪切角度及方向的Wollaston棱鏡。
氦氖激光:功率3mw、波長632.8nm、內(nèi)腔式非偏振;
f4過半球擴束鏡;
Wollaston棱鏡,剪切角度0.5度;
周邊固定受中心載荷圓盤可繞中心旋轉(zhuǎn)試件;
測量靈敏度,波長級;
測量量程0.5λ~5λ;
測量范圍≦300mm2;
圖像采集卡:進口高速采集卡、256灰度、30幀/秒;
CCD攝像:Watec-902H、靈敏度0.01流明、分辨率570線;
成像鏡頭:28-70的變焦鏡頭;
D)數(shù)字相關(guān)及投影柵
(a)數(shù)字相關(guān)(DIC)
白光光纖冷光源150w;
數(shù)字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;
F25百萬像素定焦鏡頭;
六自由度調(diào)節(jié)平臺;
加載系統(tǒng):實現(xiàn)拉壓彎三種載荷模擬及相應(yīng)自由度調(diào)節(jié)機構(gòu),帶有力傳感器及數(shù)碼顯示;
力傳感器:量程1500N、精度±1N;
(b)投影柵形貌測量(Project Moire)
白光光纖冷光源150w;
帶有機械式相移機構(gòu)的10~15線/mm投影光柵;
帶有75mm定焦投影放大鏡頭的投影系統(tǒng);
數(shù)字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;
F25百萬像素定焦鏡頭;
測量范圍,≦200mm2回轉(zhuǎn)型物體;
測量精度,0.01mm;
六自由度試件載物臺;
E)激光光刀三維形貌掃描(3D-Laser Scan)
0.5mw激光掃描光刀;
進口數(shù)字式CCD,德國Basler 601f;
雙頭1394圖采卡;
可以調(diào)速的旋轉(zhuǎn)平臺;
測量范圍,直徑30~90mm回轉(zhuǎn)型物體;
測量精度,0.01mm;
- 選配件
- 隔振臺:2.4m×1.2m;臺高800mm;氣墊隔振;
- 加熱爐:250℃,溫控靈敏度±1℃;