簡(jiǎn)介：

剪切電子散斑干涉術(shù)是一種測(cè)量離面位移導(dǎo)數(shù)場(chǎng)的激光干涉測(cè)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(diǎn)外，還有光路簡(jiǎn)單，對(duì)測(cè)量環(huán)境要求低等特點(diǎn)。由于剪切電子散斑干涉是測(cè)量位移導(dǎo)數(shù)，因此，在自動(dòng)消除剛體位移的同時(shí)對(duì)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(wú)損檢測(cè)（NDT, nondestructive testing）領(lǐng)域。該儀器使用大功率綠色半導(dǎo)體激光器作光源，具有電子散斑條紋實(shí)時(shí)處理軟件，操作方便，便于攜帶，可用于現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。采用相移技術(shù)分析條紋，可獲得離面位移導(dǎo)數(shù)場(chǎng)的全場(chǎng)數(shù)據(jù)。

產(chǎn)品型號(hào)：TS-SS-P
       

主要技術(shù)指標(biāo)及配置：

主要技術(shù)指標(biāo)
1.光源：半導(dǎo)體激光器，功率50mW，波長(zhǎng) 532nm

2.定焦鏡頭： C接口, 配進(jìn)口25mm定焦鏡頭

3.相機(jī)： 1280×1024 USB攝像頭

4.工作距離：400～1000mm

5.光學(xué)平臺(tái)：600mm×900mm

6.圖像采集分辨率：1280×1024

7.實(shí)時(shí)條紋顯示速度：25幀/s

8.剪切角： 0°±5°連續(xù)可調(diào)

9.軟件： 條紋實(shí)時(shí)顯示，位相分析處理

10.演示試件： 圓盤受均布載荷

11.相移器：10nm

12.相移控制：0.01V

主要配置

主機(jī)：1臺(tái)

25mm定焦鏡頭：1個(gè)

50mW固體激光器：1臺(tái)

400mm*900mm光學(xué)平臺(tái)：1套

三腳架：1個(gè)

相移控制器：1套

圓盤受均布載荷試件：1套

筆記本電腦：1臺(tái)

條紋實(shí)時(shí)顯示軟件和相移處理軟件：各1套

原理示意：

剪切散斑的基本原理是散斑照相和剪切機(jī)理的結(jié)合，它是在散斑照相的基礎(chǔ)上，通過(guò)不同的錯(cuò)位元件，把單光束散斑變?yōu)殡p光束散斑，因而它具有雙光束散斑的特性，即原始波面與錯(cuò)位的波面之間將產(chǎn)生干涉。

離面位移梯度測(cè)量原理如圖2所示，物體A的散斑場(chǎng)經(jīng)過(guò)小剪切棱鏡、偏振片和CCD的物鏡，在CCD攝像機(jī)的靶面上形成兩幅錯(cuò)位量為Δ的像，并在CCD靶面上相干涉。

使用方法：

用均勻的白光作為光源照射在被測(cè)物表面，為了便于觀察，可將標(biāo)定紙（圖示帶有“十”字的卡片）貼在被測(cè)物表面，在計(jì)算機(jī)顯示屏上觀察并同時(shí)調(diào)節(jié)物距使成像清晰，如圖示在錯(cuò)位棱鏡的光路中十字形錯(cuò)開(kāi)成兩個(gè)像。

將白光光源關(guān)閉，打開(kāi)激光器電源使得其出光。調(diào)節(jié)擴(kuò)束鏡，使光均勻擴(kuò)散在試件表面，將貼在試件上的標(biāo)定紙拿下，分別采集變形前后干涉圖像并實(shí)時(shí)相減，即可獲得全場(chǎng)離面位移導(dǎo)數(shù)圖像。

實(shí)驗(yàn)：鋁蜂窩板激光散斑檢測(cè)實(shí)驗(yàn)

本次實(shí)驗(yàn)用的蜂窩板是鋁蜂窩板，先后買了厚度為17.45mm和8.5mm的蜂窩板，14.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為：長(zhǎng)（150mm）；寬（100mm），外邊已鑲好。8.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為：長(zhǎng)（250mm）；寬（200mm），外邊未鑲。如圖：

實(shí)驗(yàn)步驟：

1.調(diào)整儀器設(shè)備至正常工作狀態(tài)；

2.將蜂窩夾芯板固定在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，激光器發(fā)出的激光經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后完整覆蓋夾芯板，調(diào)整剪切散斑位置，使CCD視野清晰并完整覆蓋夾芯板；

3.采用熱加載的方式，熱源為大功率電吹風(fēng)，加熱使蜂窩板產(chǎn)生離面微變形；

4.在室溫下自然冷卻，冷卻過(guò)程中采集散斑干涉條紋圖。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

1、14.5mm厚鋁蜂窩板實(shí)驗(yàn)結(jié)果

可以看出，缺陷部位并沒(méi)有被測(cè)試出來(lái)。由此可分析可能由于此蜂窩板太厚，或蜂窩紙與鋁板連接的膠水太薄，導(dǎo)致即使去除了蜂窩紙與鋁板的連接，影響結(jié)果也不是很大。故實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯。

2、8.5mm厚鋁蜂窩板實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）在圖示部位給蜂窩板制造出長(zhǎng)為33mm的缺陷，測(cè)得的圖形為：

（2）在圖示部位給蜂窩板制造出48mm的缺陷，測(cè)得的圖形為：

經(jīng)過(guò)這兩種試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比，對(duì)于厚度較薄的蜂窩板，實(shí)驗(yàn)效果明顯可見(jiàn)。

注:要想能夠順利檢測(cè)出待測(cè)物的缺陷，要滿足加載后（機(jī)械、熱、高音頻或真空加載）材料不僅能夠產(chǎn)生離面位移，而且缺陷兩側(cè)材料要能夠產(chǎn)生不同的程度地離面位移，才能檢測(cè)出缺陷的部位，大小。

應(yīng)用范圍

一般表面變形測(cè)量；離面位移測(cè)量；面內(nèi)應(yīng)變測(cè)量；殘余應(yīng)力測(cè)量；缺陷檢測(cè)；密封情況評(píng)估；氣體泄漏探測(cè)……