电子散斑干涉技术在无损检测领域地应用研究

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1、电子散斑干涉技术在无损检测领域的应用研究StudyonApplicationofElectronicSpecklePatternInterferometryintheFieldofNon-DestructiveTesting绪论：电子散斑干涉技术（ElectronicSpecklePatternInterferometry）由于其高精度、全场、实时测量等突出优点近年来获得了长足的发展，被广泛应用于无损检测领域，本文着重介绍电子散斑干涉技术的基本原理及其在无损检测领域的发展概况，并且与其他常规无损检测方法进行对比分析其在无损检测领域的应用优势，最后重点介绍ESPI无损检测

2、技术在国内的发展现状以及目前国内在电子散斑无损检测技术的产品。ESPI(ElectronicSpecklePatternInterferometry),whichiswidelyusedinthefieldofnon-destructivetesting,hashadconsiderabledevelopmentinrecentyearsduetotheoutstandingmeritsofhighprecision,overallmeasurementandreal-timemeasurement.Thispaperfocusesonthebasicprinciple

3、sofelectronicspecklepatterninterferometryandsituationofthedevelopmentinthefieldofnon-destructivetesting.Whatismore,theadvantagesofitsapplicationinthefieldofnon-destructivetestingareanalyzedcomparedwiththeotherconventionalNDTmethods.Finally,thecurrentsituationofdevelopmentofESPInondestruc

4、tivetestingtechnologyandthecurrentdomesticelectronicspeckleproductsinChinaareintroduced.关键词：电子散斑干涉技术；无损检测；光测力学实验室；ESPIElectronicSpecklePatternInterferometry;NDT;LabofOpticalMeasurementMechanics;ESPI1概述电子散斑干涉技术（ElectronicSpecklePatternInterferometry）是一种测量光学粗糙表面位移或变形等物理量的干涉测量技术，一直以来广受人们所重视

5、，并且被应用在无损检测(NDT)中，具有高精度、全场、实时测量等特点，有着重要的理论研究和实用价值。[1]电子散斑干涉无损检测技术是基于物体结构损伤处的外表面在静载荷或动载荷的作用下会产生非均匀的表面位移或变形，在有规则的干涉条纹中会出现明显的异状，如不连续、突变的形状变化和间距变化等；通过测算这些微小的变卓力特化，便可查明物体内部缺陷及其位置。2ESPI基本原理及发展概况2.1ESPI基本原理电子散斑干涉测量技术（简称ESPI）作为一种高精度的光学测量技术被广泛应用于无损检测和微变形检测中，具有测量精度高、非接触测量、测量速度快等特点。电子散斑干涉法(ESPI)采用C

6、CD或TV摄像机采集相干散斑干涉场的光强信息，电子信号经过电子或数字处理后就以条纹图像的形式显示在图像监视器上。条纹可代表物体表面的振动模式、离面位移、面内位移、位移导数及物体形[2]状的等值线，它们的获得依赖不同的光路布置。电子散斑干涉技术是以激光散斑作为被测物场变化信息的载体,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后之间的相位变化。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,这些散斑会随之发生变化,这些变化表征出被测物体表面的位

7、移场变化或形变信息。使用CCD(电荷耦合器件)摄像机得到视频信号,由计算机软件处理分析后在监视器上显示出表征物场变化的散斑干涉条纹图,通过数值计算将这些条纹解析为人们所熟知的物理量。电子散斑干涉技术将全息干涉条纹图像转化为数字图像存储在计算机中进行运算和处理,处理过程实现了数字化、自动测量和对结果的直观解释。通过布置不同光路,电子散斑干涉技术可测量物体的离面位移和面内位移。图2.1.1是离面位移测量示意图,图中M表示反射棱镜,BS1和BS2为分光棱镜。激光束经分光棱镜BS1后分成测量光束和参考光束,测量光束照射到被测物体上;扩束后与经反射