基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测技术的实验研究

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3、根据设计的实验装置，通过CCD摄像机进行了实际图像采集及其分析，为基于莫尔条纹的玻璃缺陷的在线检测研究提供了实验基础。最后本文还对莫尔条纹的应用进行了一定的展望。关键词：光栅莫尔条纹玻璃缺陷CCD摄像机Abstract:Thepaperanalyzestheprincipleofmoiréfringe,andresearchestheglassdefectdetectionmethodswhichbasedonmoiréfringe.TheauthorusedaCCDcameratoacquireimage,

4、thenanalysestheimage.Itmakesanexperimentalfoundationforon-linedetectofdefectsbasedonglassmoiréfringes.Thispaperalsoprovidescertainprospectformoiréfringeapplications.Keywords：gratingmoiréfringesdefectsofglassCCDcamera1引言随着玻璃业的不断发展，需求量的不断增加，对其产品的质量要求也是越来越高，此时

5、玻璃质量检测起到了非常重要的作用。传统的玻璃检测的方式是直接通过CCD摄像机获取图像，然后通过对图像的分析处理达到检测的目的，另一种是通过激光检测，它是获取玻璃表面与玻璃透射的激光来信号与原信号的关系来检测玻璃缺陷。虽然直接用CCD相机检测的可视效果不错，但精度有限，激光检测设备却在安装上要求严格。为此，提出了一种基于莫尔条纹的玻璃缺陷检测的方法。2莫尔条纹图1莫尔条纹在我们生活中常常见到莫尔现象，当薄的两层丝绸叠加在一起并作相对运动时，形成一种漂动的水波型花样，这就是莫尔条纹（亦称为云纹）。1874年英国物

6、理学家瑞利首次将莫尔图案作为一种计测手段，从而开创了莫尔测试技术。在莫尔测试技术中[1][2][3]，通常利用两块光栅或者光栅的两个像的叠加产生莫尔条纹，如图1所示，以获得各种被测量的信息。莫尔条纹形成原理[4][5]：我们用两块光栅相叠合说明莫尔条纹的形成，光栅的特性可用它的透射系数或者透射频率表征。设两块光栅在x轴方向的周期分别为d1和d2，XX图2光栅d如图2所示。设其空间频率为和，其透射率分别为：式中和是光栅的线条序数，并有，。设用强度为的平面波连续通过两块光栅，则透射强度为：或者写成：式中第一项是平

7、均光强度；第二、三两项是原来的光栅周期结构；第四项为和频项，其空间频率为两光栅空间频率之和，条纹变密；第五项为差频项，其空间频率为两光栅的空间频率之差，条纹变疏。莫尔条纹原理将作为基于莫尔条纹玻璃缺陷检测研究的基础。3检测原理莫尔条纹玻璃缺陷检测原理是基于光的干涉，当相对放置之的两片光栅相对移动或者弯曲时，就可以看见明显的干涉条纹，即莫尔条纹。原理如图3所示，将一个带有光栅的光源放置在被检测玻璃的下方，其中光栅G1的栅距较大，光栅G2的栅距较小。G1通过玻璃经过透镜成像在光栅G2上面，形成莫尔条纹。当有缺陷的

8、玻璃移动时，由光源光栅G1玻璃凸透镜光栅G2CCD相机图3检测原理图干涉产生的莫尔条纹也随之发生变化，因为干涉方法具有很高的灵敏度，即使在光学畸变很弱的情况下，根据CCD摄像机采集到的莫尔条纹也能够检测并计算出玻璃缺陷的光畸变形状和强度。光栅玻璃缺陷变形区域图4光线通过缺陷示意图AB如图4所示，当光线通过光栅再穿过玻璃时，由于其中的缺陷及缺陷周围玻璃密度的分布不均匀，光线穿到这些区域的时候，一部分光