电子错位散斑与全息干涉法测量离面位移

　　0.前言

　　电子错位散斑干涉法(ESSSPD[11是从错位散斑的光干涉发展为电子干涉的现代光测力学的一种新技术.由于它可以在不避光、不避震、不照像的条件下快速实时地获得较为清晰的电子干涉条纹图，所以该技术可以走出实验室，进入生产现场进行测试。近年来，它在无损检测和应力应变分析中取得了许多成功的应用〔卜51.全息干涉术是利用全息照像记录和再现物体光波的能力，在全息干板上记录和比较物体变形前后的两个状态所产生的光干涉.以得到干涉条纹。它比普通干涉计量有更高的灵敏度和精度，主要用于物体的微小变形及微振动测量。由于全干涉术的高灵敏度，全息无损检测也已成为一种有效的、成熟的手段。传统的全息干涉法可测量任意形状或表面状况的物体位移和变形，而电子错位散斑法则可测t位移导数和应变。本文将电子错位散斑技术应用于离面位移的测量，并与全息干涉法测量离面位移的结果相比较，说明其精度较高，加之它特有的抗震性能和对刚体位移的不敏感性，电子错位散斑干涉技术将会在现场测试中取得更广泛的应用。

　　1电子错位散斑法原理

　　电子错位散斑法是从错位散斑千涉的基础上发展而来的，只不过它采用视频记录代替了干板照像，用计算机图象处理和电子干涉代替了显定影处理和光干涉。典型的电子错位散斑千涉系统如图1所示。

　　相干点光撅经扩束镜扩束后照射到待测物体上.物体表面漫反射的光通过光阑、错位装置并由成像透镜成像于摄像机光靶上。错位装置为握拉斯顿棱镜，它的作用是将一束光分解为偏振方向相互垂直、光强相等的两束光。换一句话说，它可使相邻的两个物光点成像于光靶上的同一点。由于我们所用光源是相干的，所以将在光靶上产生干涉，形成错位散斑图。

　　物体变形前的错位散斑图通过A/D转换后存入帧存体，这一数字图象又经D/A转换并每隔40 ms向信号处理器输送一幅图象。物体变形后的错位散斑图通过另一路由摄像机直接输入到信号处理器。这两路信号在处理器中进行模拟相减，实现了电子干涉，形成电子错位散斑干涉条纹图并显示在监视器上。

　　由电子错位散斑干涉所形成的条纹图可用下式表示:

式中a为背景项，b为条纹调制振幅，△为位相差。物体的变形信息仅反映在此位相差中，故它又称海物体变形位相。假设只沿x方向错位，物体变形位相与位移的关系为:

　　这里(x.y.)为照明光源位置坐标(xo、yo、zo)为摄像机光靶位置坐标，而且

物体变形位相与条纹的关系为