三维变形场同时载频调制的电子散斑检测方法

摘要

本发明提供了一种三维变形场同时载频调制的电子散斑检测方法，该方法是采用大错位方棱镜实现三个激光器近距离照明和使被测物面和参考物面近距离叠加成像；通过偏转参考物面引入载波条纹，对三个激光照明的散斑干涉条纹场一次性进行调制；物体加载后载波条纹受物体变形的调制而发生弯曲变形，三个激光器各自独立地对变形物体进行测量，采集物体变形前后的载波条纹和受调制的载波条纹，利用傅里叶变换法，分别解调得到包含离面和面内位移信息的三幅位相图；进行位相运算分离位移场的三个分量。本发明通过对参考物面的偏转同时实现了三个散斑干涉条纹场的调制，得到了高质量的调制条纹。具有光路简单，操作相对简单，测量精度高的优点。

主权项

三维变形场同时载频调制的电子散斑检测方法，其特征是：在被测物一侧固定放置一与其平行但不接触的参考物，被测物中心和大错位方棱镜中心的连线与参考物中心和大错位方棱镜中心的连线形成的夹角与大错位方棱镜的分束角度相等；被测物的前方放置一个大错位方棱镜，被测物面和参考物面通过大错位方棱镜叠加成像，大错位方棱镜前面放置一个摄像头，用三个激光器从不同的方向分别同时照明被测物面和参考物面，三个激光器的前面均设有一个扩束镜，选取被测物体的中心轴线为z轴，建立三维坐标系xyz，将第一个激光器前面的扩束镜和第二个激光器前面的扩束镜布置于x轴上，且分布于z轴两侧位置，第三个激光器前面的扩束镜则布置于y轴正半轴上，在被测物体正前方的z轴上放置大错位方棱镜，用于接收物光和参考光；在被测物变形前，用三个激光器分别同时照明被测物面和参考物面，分别采集散斑干涉图像，得到三幅原始的被测物面散斑干涉图像，将参考物面偏转，再分别采集三幅被测物面散斑干涉图像，将对应同一激光器的、参考物面偏转前后得到的被测物面散斑干涉图像相减，得到三幅被测物面载波条纹图；保持参考物面偏转状态不变，被测物加载变形后，再用三个激光器分别同时照明被测物面和参考物面，分别采集被测物变形后的三幅被测物面散斑干涉图像，将被测物变形后的三幅被测物面散斑干涉图像与三幅原始的被测物面散斑干涉图像相减，得到三幅被测物面受调制载波条纹图；三幅被测物面受调制载波条纹图与三幅被测物面载波条纹图结合，利用傅里叶变换法分别解调，得到对应三个激光器照明的包含离面位移和面内位移分量信息的三幅相位图；对三幅相位图进行相位运算得到三维位移场分量。