相移剪切電子散斑干涉儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種相移剪切電子散斑干涉儀，它包括水平布置的光學(xué)平臺、以及布置在該光學(xué)平臺臺面上的測試架和激光發(fā)射裝置，還包括向所述受檢物施加荷載的加載裝置和CCD攝像機，所述CCD攝像機與計算機相連。本實用新型這種干涉儀結(jié)構(gòu)簡單合理，測量靈敏度高。
【專利說明】 相移剪切電子散斑干涉儀
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種散斑干涉儀，具體涉及一種相移剪切電子散斑干涉儀，用于對物體變形后表面微位移量的精確測量。
【背景技術(shù)】
[0002]復(fù)合材料的外場原位檢測主要用超聲法、敲擊法、聲阻法、板波法和諧振法等，而復(fù)合材料的聲衰減很大，這些方法只能檢測薄型材料表面及近表面缺陷，而且一次檢測區(qū)域非常小，大多需要耦合劑，檢測速度非常慢，作為常規(guī)手工檢測不現(xiàn)實。
[0003]基于干涉原理的激光電子剪切散斑干涉成像技術(shù)是20世紀80年代興起的用于表面變形測量的新型光學(xué)技術(shù)，具有非接觸，無污染，不受工件幾何外形和尺寸限制，全場檢測，視頻顯示，檢測速率高，檢測靈敏度高，缺陷尺寸可測量，不用避光，不需專門隔振，計算機實時圖像記錄等特點，因此廣泛用于室內(nèi)外快速無損檢測。
[0004]剪切電子散斑干涉術(shù)是一種測量離面位移導(dǎo)數(shù)場的激光干涉測量新技術(shù)。它除了電子散斑干涉術(shù)(ESPI, Electronic Speckle Pattern Interferometry)的許多優(yōu)點外，還有光路簡單，對測量環(huán)境要求低等特點。由于剪切電子散斑干涉是測量位移導(dǎo)數(shù)，因此，在自動消除剛體位移的同時對于缺陷受載的應(yīng)變集中十分靈敏，因此被廣泛地應(yīng)用于無損檢測(NDT, nondestructive testing)領(lǐng)域。
[0005]然而，目前采用剪切電子散斑干涉術(shù)的散斑干涉儀都存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、操作繁瑣等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實用新型目的是:針對上述問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、操作方便的相移剪切電子散斑干涉儀。
[0007]本實用新型的技術(shù)方案是:一種相移剪切電子散斑干涉儀，它包括水平布置的光學(xué)平臺、以及布置在該光學(xué)平臺臺面上的測試架和激光發(fā)射裝置；
[0008]所述激光發(fā)射裝置包括箱體和設(shè)于該箱體內(nèi)的激光器，所述箱體的箱體壁上開設(shè)有透光孔，且該透光孔處安裝有位于所述箱體外部、且位于所述激光器的激光出射光路上的擴束鏡，所述測試架上固定有位于從所述擴束鏡出射的光束的光路上的受檢物，還包括向所述受檢物施加荷載的加載裝置；
[0009]所述箱體的上面固定設(shè)置一殼體，該殼體上安裝有位于從受檢物表面反射的光束的光路上的透鏡鏡頭，該殼體內(nèi)安裝有:位于從透鏡鏡頭透射出的光束的光路上且用于得到偏振方向相互垂直的兩束光的剪切器、以及位于從所述剪切器出射的光束的光路上的(XD攝像機,所述(XD攝像機與計算機相連。
[0010]所述測試架的底部設(shè)有一磁性底座上，該磁性底座吸附固定在所述光學(xué)平臺的臺面上。
[0011]所述激光發(fā)射裝置通過螺絲固定在所述光學(xué)平臺的臺面上。[0012]所述光學(xué)平臺上布置有將所述測試架、激光發(fā)射裝置和CXD攝像機收容在其內(nèi)的
防塵罩。
[0013]本實用新型的優(yōu)點是:本實用新型這種相移剪切電子散斑干涉儀是一種基于干涉原理的激光電子剪切散斑干涉成像技術(shù)研發(fā)的用于室內(nèi)外快速無損檢測的高精密光測力學(xué)儀器，它具有非接觸、無污染、不受工件幾何外形和尺寸限制、全場檢測、視頻顯示、測速率高、檢測靈敏度高、缺陷尺寸可測量、無需避光、不需專門隔振、計算機實時圖像記錄等特點。本儀器是采用錯位散斑機理，其將主要部件集中設(shè)置在一箱體中，從而使得本儀器具有結(jié)構(gòu)簡單合理、體型輕小、攜帶方便的特點，可廣泛用于現(xiàn)場環(huán)境的測量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步描述:
[0015]圖1為本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0016]圖2為本實用新型實施例中激光發(fā)射裝置的結(jié)構(gòu)簡圖；
[0017]圖3為實用新型實施例中部分結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]其中:a_受檢物，1-光學(xué)平臺，2-測試架，3-殼體，4-透鏡鏡頭，5-激光發(fā)射裝置，
6-CXD攝像機，7-磁性底座，8-箱體，9-激光器，10-透光孔，11-擴束鏡，12-剪切器，13-反光鏡。
【具體實施方式】
[0019]實施例:參照圖1所示，本實施例所提供的這種相移剪切電子散斑干涉儀包括水平布置的光學(xué)平臺1，該光學(xué)平臺I的臺面上布置有測試架2和激光發(fā)射裝置5。其中，測試架2上可以固定受檢物a，激光發(fā)射裝置5能夠發(fā)出激光光束。本實施例中，所述測試2的底部設(shè)有一磁性底座7，該磁性底座7吸附固定在所述光學(xué)平臺I的臺面上，這樣可以方便測試架2在光學(xué)平臺I上的位置調(diào)整。所述激光發(fā)射裝置5是通過螺絲固定在光學(xué)平臺I上的。
[0020]如圖2所示，所述激光發(fā)射裝置5包括箱體8和設(shè)于該箱體內(nèi)的激光器9，所述箱體8的箱體壁上開設(shè)有透光孔10，且該透光孔10處安裝有位于所述箱體外部、且位于所述激光器的激光出射光路上的擴束鏡11，所述測試架2上固定有位于從所述擴束鏡11出射的光束的光路上的受檢物a,還包括向所述受檢物施加荷載的加載裝置。本例中，所述箱體8內(nèi)還設(shè)置有兩個反光鏡13。
[0021]如圖1和圖3所不,所述箱體8的上面固定設(shè)置一殼體3,該殼體3上安裝有位于從受檢物a表面反射的光束的光路上的透鏡鏡頭4，該殼體3內(nèi)安裝有:位于從透鏡鏡頭4透射出的光束的光路上且用于得到偏振方向相互垂直的兩束光的剪切器12、以及位于從所述剪切器12出射的光束的光路上的CXD攝像機6，所述CXD攝像機6與計算機相連。剪切器12可采用現(xiàn)有技術(shù)中的各種結(jié)構(gòu)。
[0022]而且，本實施例這種相移剪切電子散斑干涉儀還包括用于向所述受檢物施加荷載的加載裝置(圖中未畫出)，所述加載裝置對受檢物的加載方式可以是機械加載、熱加載、高音頻加載或真空加載，也就是說所述加載裝置可以采用多種結(jié)構(gòu)形式。實際應(yīng)用時，所述加載裝置能夠?qū)κ軝z物施加一定量的荷載，從而讓受檢物發(fā)生離面變形。[0023]另外，本例在所述光學(xué)平臺I上還布置有能夠?qū)⑺鰷y試架2、激光發(fā)射裝置5和CCD攝像機6收容在其內(nèi)的防塵罩(圖中未示出)。使用儀器時，將所述防塵罩取下；儀器不使用時，將所述防塵罩蓋好。如果長期不用應(yīng)將激光發(fā)射裝置和CCD攝像機3放置在干燥箱里以免受潮。
[0024]再結(jié)合圖1?圖3所示，現(xiàn)將本實施例的使用方法及工作原理介紹如下:
[0025](I)將受檢物a固定到測試架2上，用USB數(shù)據(jù)線將計算機7與CCD攝像機6連接起來，接上激光器9的電源；
[0026](2)調(diào)節(jié)透鏡鏡頭4的焦距和光圈，使能清楚的看到受檢物表面；
[0027](3)打開激光器9使其發(fā)出激光，發(fā)出的激光經(jīng)過反光鏡13和透光孔10后射向擴束鏡11，這樣激光就由一束直徑很細的光擴散開來，使光線均勻散布在受檢物a的表面；光線經(jīng)受檢物a表面的反射后穿過透鏡鏡頭4而射向剪切器12，從而得到偏振方向相互垂直的滿足干涉條件的兩束光，之后被CCD攝像機6所接收傳輸給計算機，并由計算機顯示出相應(yīng)的干涉圖像；
[0028](4)利用所述加載裝置對受檢物a施加一定量的荷載，加載方式可以是熱加載、機械加載等各種方式；
[0029](5)在計算機7中觀察受檢物加載前后干涉條紋的變化，并通過軟件得出反映受檢物離面位移導(dǎo)數(shù)的結(jié)果。
[0030]當(dāng)然，上述實施例只為說明本實用新型的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓人們能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本實用新型的保護范圍。凡根據(jù)本實用新型主要技術(shù)方案的精神實質(zhì)所做的等效變換或修飾，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種相移剪切電子散斑干涉儀，其特征在于:它包括水平布置的光學(xué)平臺(I)、以及布置在該光學(xué)平臺(I)臺面上的測試架(2)和激光發(fā)射裝置(5)； 所述激光發(fā)射裝置(5)包括箱體(8)和設(shè)于該箱體內(nèi)的激光器(9)，所述箱體(8)的箱體壁上開設(shè)有透光孔(10)，且該透光孔(10)處安裝有位于所述箱體外部、且位于所述激光器的激光出射光路上的擴束鏡(11)，所述測試架(2)上固定有位于從所述擴束鏡(11)出射的光束的光路上的受檢物(a)，還包括向所述受檢物施加荷載的加載裝置； 所述箱體(8)的上面固定設(shè)置一殼體(3),該殼體(3)上安裝有位于從受檢物(a)表面反射的光束的光路上的透鏡鏡頭(4)，該殼體(3)內(nèi)安裝有:位于從透鏡鏡頭(4)透射出的光束的光路上且用于得到偏振方向相互垂直的兩束光的剪切器(12)、以及位于從所述剪切器(12)出射的光束的光路上的CXD攝像機(6)，所述CXD攝像機(6)與計算機相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相移剪切電子散斑干涉儀，其特征在于:所述測試架(2)的底部設(shè)有一磁性底座(7 )上，該磁性底座(7 )吸附固定在所述光學(xué)平臺(I)的臺面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的相移剪切電子散斑干涉儀，其特征在于:所述激光發(fā)射裝置(5 )通過螺絲固定在所述光學(xué)平臺(I)的臺面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的相移剪切電子散斑干涉儀，其特征在于:所述光學(xué)平臺(I)上布置有將所述測試架(2)、激光發(fā)射裝置(5)和CXD攝像機(6)收容在其內(nèi)的防塵罩。
【文檔編號】G01B9/02GK203534518SQ201320669951
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月28日
【發(fā)明者】李鷹 申請人:卓力特光電儀器(蘇州)有限公司