主要技術(shù)指標(biāo)∶
1.光源∶半導(dǎo)體激光器,功率20mW,波長532nm
2.定焦鏡頭∶C接口,配進口25mm定焦鏡頭
3.相機∶1280×1024 USB攝像頭
4.工作距離∶400~1000mm
5.光學(xué)平臺∶1200mm X800mm
6.圖像采集分辨率∶1280×1024
7.剪切角∶0° ±5°連續(xù)可調(diào)
8.軟件∶ 條紋實時顯示,圖像處理
9.演示試件∶圓盤受均布載荷
10.條紋分辨率∶1/20級條紋(13.3nm)
主要配置∶
主機∶ 1臺
25mm定焦鏡頭∶1個
20mW半導(dǎo)體激光器∶1臺
1200mmX800mm 光學(xué)平臺:1套
相移控制器∶1套
圓盤受均布載荷試件∶1套
電腦∶1臺
圖像采集及處理軟件∶1套
原理示意:
剪切散斑的基本原理是散斑照相和剪切機理的結(jié)合,它是在散斑照相的基礎(chǔ)上,通過不同的錯位元件,把單光束散斑變?yōu)殡p光束散斑,因而它具有雙光束散斑的特性,即原始波面與錯位的波面之間將產(chǎn)生干涉。
離面位移梯度測量原理如圖2所示,物體A的散斑場經(jīng)過小剪切棱鏡、偏振片和CCD的物鏡,在CCD攝像機的靶面上形成兩幅錯位量為Δ的像,并在CCD靶面上相干涉。
使用方法:
用均勻的白光作為光源照射在被測物表面,為了便于觀察,可將標(biāo)定紙(圖示帶有“十”字的卡片)貼在被測物表面,在計算機顯示屏上觀察并同時調(diào)節(jié)物距使成像清晰,如圖示在錯位棱鏡的光路中十字形錯開成兩個像。
將白光光源關(guān)閉,打開激光器電源使得其出光。調(diào)節(jié)擴束鏡,使光均勻擴散在試件表面,將貼在試件上的標(biāo)定紙拿下,分別采集變形前后干涉圖像并實時相減,即可獲得全場離面位移導(dǎo)數(shù)圖像。
實驗案例:鋁蜂窩板激光散斑檢測實驗
本次實驗用的蜂窩板是鋁蜂窩板,先后買了厚度為17.45mm和8.5mm的蜂窩板,14.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為:長(150mm);寬(100mm),外邊已鑲好。8.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為:長(250mm);寬(200mm),外邊未鑲。如圖:
實驗步驟:
1.調(diào)整儀器設(shè)備至正常工作狀態(tài);
2.將蜂窩夾芯板固定在實驗臺上,激光器發(fā)出的激光經(jīng)擴束鏡擴束后完整覆蓋夾芯板,調(diào)整剪切散斑位置,使CCD視野清晰并完整覆蓋夾芯板;
3.采用熱加載的方式,熱源為大功率電吹風(fēng),加熱使蜂窩板產(chǎn)生離面微變形;
4.在室溫下自然冷卻,冷卻過程中采集散斑干涉條紋圖。
實驗結(jié)果及分析
1、14.5mm厚鋁蜂窩板實驗結(jié)果
可以看出,缺陷部位并沒有被測試出來。由此可分析可能由于此蜂窩板太厚,或蜂窩紙與鋁板連接的膠水太薄,導(dǎo)致即使去除了蜂窩紙與鋁板的連接,影響結(jié)果也不是很大。故實驗結(jié)果不明顯。
2、8.5mm厚鋁蜂窩板實驗結(jié)果
(1)在圖示部位給蜂窩板制造出長為33mm的缺陷,測得的圖形為:
(2)在圖示部位給蜂窩板制造出48mm的缺陷,測得的圖形為:
經(jīng)過這兩種試驗結(jié)果的對比,對于厚度較薄的蜂窩板,實驗效果明顯可見。
注:要想能夠順利檢測出待測物的缺陷,要滿足加載后(機械、熱、高音頻或真空加載)材料不僅能夠產(chǎn)生離面位移,而且缺陷兩側(cè)材料要能夠產(chǎn)生不同的程度地離面位移,才能檢測出缺陷的部位,大小。
應(yīng)用范圍
一般表面變形測量;離面位移測量;面內(nèi)應(yīng)變測量;殘余應(yīng)力測量;缺陷檢測;密封情況評估;氣體泄漏探測……