激光错位散斑干涉测量系统

1激光错位散斑干涉测量技术原理^[1]

    电子散斑干涉测量技术(ESPI)亦称数字全息技术(Digital Holography)，是一种激光全场测量技术，它是20世纪80年代末90年伐初发展并逐步成熟起来的新型的光测技术。它是基于激光散斑效应，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，在被照射的物体表面产生散斑场及一系列散斑图像，当物体运动时，这些散斑场会随之发生变化。这些变化表征出被测物体表面的位移场变化或变形信息。这种信息在变化过程中是相关的。利用高速摄像机和精确的相移技术与数值计算，将变化过程中的光学信息实时准确地记录下来，在测试现场可以即时显示出相关的条纹;系统智能化的软件根据复杂的光学方程可以进行不同位置的图像比较，分析这些条纹并计算其定量的数值。通过这些复杂的数值计算与解析后，将这些条纹解析为我们所熟知的物理量(如应变场等)，这样，就将所测得的光学信号(条纹)转换为数字信号。这种技术可用以测试全场应力/应变、变形、形状、振动和冲击等力学行为。其原理见图l。

    激光错位干涉测量技术(Laser Shearography)也称激光错位散斑检测技术。这种技术在国外已广泛应用于无损检测，尤其是在线质量控制与跟踪。这种测量直接得到的是被测物体表面的变形梯度。由于采用了精确的相移技术与图像解析技术，这一技术与无损检测常规方法相比，具有快速、实时、全场检测以及后处理结果数字化显示等优势。而且，它不受物体刚体运动的影响，结果稳定可靠。检测结果能快速清晰地在屏幕上显示出来，并能准确定量地以弯曲应变来表示缺陷大小。其原理见图2。

2  Ettemeyer公司的ESPI与Laser Shearog-raphy技术

    德国Ettemeyer公司是世界上研发设计和推广应用ESPI与Laser Shearography技术的先驱。Ettemeyer是专业的、全场快速非接触、非破坏测试仪器ESPI与Shearography研发制造商，其设计生产的电子散斑系统(ESPI)与激光错位散斑(( LaserShearography)测量系统已广泛用于航空航天及汽车等领域。Ettemeyer对ESPI, Laser Shearograh-PY技术的工程应用进行了革命性的设计与创新，在光路设计上发展了非常精确和先进的相移技术与相移器，在图像的后处理技术上进行了重大的突破，采用了独特的ISTAR软件进行条纹计算，可直接得到物体表面的应力/应变场、变形、振动幅值信息与缺陷大小等测试结果。在10a(年)的研发制造过程中积累了大量宝贵的工程应用经验，目前能够根据用户的特殊需求进行研究、设计，为不同的用户提供独一无二的符合用户试验目的的系统。现在为用户提供的已是第三代产品。