相移剪切电子散斑干涉仪
TS-SS-P
技术参数及图例:
1.光源:半导体激光器,功率50mW,波长 532nm
2.定焦镜头: C接口, 配进口25mm定焦镜头
3.相机: 1280×1024 USB摄像头
4.工作距离:400~1000mm
5.光学平台:600mm×900mm
6.图像采集分辨率:1280×1024
7.实时条纹显示速度:25帧/s
8.剪切角: 0°±5°连续可调
9.软件: 条纹实时显示,位相分析处理
10.演示试件: 圆盘受均布载荷
11.相移器:10nm
12.相移控制精度:0.01V
主要配置
主机:1台
25mm定焦镜头:1个
50mW固体激光器:1台
400mm*900mm光学平台:1套
三脚架:1个
相移控制器:1套
圆盘受均布载荷试件:1套
笔记本电脑:1台
条纹实时显示软件和相移处理软件:各1套
原理示意:
剪切散斑的基本原理是散斑照相和剪切机理的结合,它是在散斑照相的基础上,通过不同的错位元件,把单光束散斑变为双光束散斑,因而它具有双光束散斑的特性,即原始波面与错位的波面之间将产生干涉。
离面位移梯度测量原理如图2所示,物体A的散斑场经过小剪切棱镜、偏振片和CCD的物镜,在CCD摄像机的靶面上形成两幅错位量为Δ的像,并在CCD靶面上相干涉。
使用方法:
用均匀的白光作为光源照射在被测物表面,为了便于观察,可将标定纸(图示带有“十”字的卡片)贴在被测物表面,在计算机显示屏上观察并同时调节物距使成像清晰,如图示在错位棱镜的光路中十字形错开成两个像。
将白光光源关闭,打开激光器电源使得其出光。调节扩束镜,使光均匀扩散在试件表面,将贴在试件上的标定纸拿下,分别采集变形前后干涉图像并实时相减,即可获得全场离面位移导数图像。
实验案例:铝蜂窝板激光散斑检测实验
本次实验用的蜂窝板是铝蜂窝板,先后买了厚度为17.45mm和8.5mm的蜂窝板,14.5mm厚的铝蜂窝板尺寸大小为:长(150mm);宽(100mm),外边已镶好。8.5mm厚的铝蜂窝板尺寸大小为:长(250mm);宽(200mm),外边未镶。如图:
实验步骤:
1.调整仪器设备至正常工作状态;
2.将蜂窝夹芯板固定在实验台上,激光器发出的激光经扩束镜扩束后完整覆盖夹芯板,调整剪切散斑位置,使CCD视野清晰并完整覆盖夹芯板;
3.采用热加载的方式,热源为大功率电吹风,加热使蜂窝板产生离面微变形;
4.在室温下自然冷却,冷却过程中采集散斑干涉条纹图。
实验结果及分析
1、14.5mm厚铝蜂窝板实验结果
可以看出,缺陷部位并没有被测试出来。由此可分析可能由于此蜂窝板太厚,或蜂窝纸与铝板连接的胶水太薄,导致即使去除了蜂窝纸与铝板的连接,影响结果也不是很大。故实验结果不明显。
2、8.5mm厚铝蜂窝板实验结果
(1)在图示部位给蜂窝板制造出长为33mm的缺陷,测得的图形为:
(2)在图示部位给蜂窝板制造出48mm的缺陷,测得的图形为:
经过这两种试验结果的对比,对于厚度较薄的蜂窝板,实验效果明显可见。
注:要想能够顺利检测出待测物的缺陷,要满足加载后(机械、热、高音频或真空加载)材料不仅能够产生离面位移,而且缺陷两侧材料要能够产生不同的程度地离面位移,才能检测出缺陷的部位,大小。
应用范围
一般表面变形测量;离面位移测量;面内应变测量;残余应力测量;缺陷检测;密封情况评估;气体泄漏探测……