材料热形变散斑干涉图像研究

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1、材料热形变散斑干涉图像研究材料热形变散斑干涉图像研究实验目的1.了解散斑的性质及特点。2.掌握散斑干涉原理3.掌握图像处理方法4.掌握通过散斑干涉条纹來判断物件热形变大小实验原理光路布置见图1所示，激光束经金反镜M,扩束镜EP和分束镜BS分成物光和参考光，它们分别照射到漫反射的物表面和参考面上。物休变形前，物光和参考光在CCD电视摄像机成像平面上的光波复振幅分别为EO(x,y)aO(x,y)ei0(x,y)ir(x,y)Laser—激光器M—全反镜M(1)EP—扩束镜BS—分光镜CCD—电视摄像机图1物件形变测量光路其合成复振幅为E(

2、x,y)aO(x,y)ei0(x,y)ar(x,y)eir(x,y)(2)对应的光强分布为10(x,y)E(x,y)E*(x,y)22aOar2a0arcos(0r)(3)式中E*(x,y)为E(x,y)的共轨光波复振幅。当物体变形后，由于物体表而点的离而位移w(为Z轴方向)，变，于是在CCD电视摄像机成像平面上物光和参考光的位相差为2w(4)使物光的光程发/改2此时，CCD电视摄像机记录的光强分布为r)(5)采川减法模式，即(10)减(12)式,并取绝对值为I(x,y)Il102a0arcos(0rcos0r)2n4a0arsin(

3、n0,1,2,r)sin(6)22)时(7)211(x,y)aOar22a0arcos(0将⑴代入⑷式得w实验用具实验用具：激光器、金属片、分光棱镜、CCD相机、扩束镜、加热灯。实验内容利用红外测温仪记录不同的温度通过时间测试时间间隔的测试获得不同的温羞不同温差下物件的热形变会不同，通过散斑干涉条纹测得不同的热形变通过matlab处理获得的散斑干涉图像实验步骤1、打开激光器电源，等待约10s,激光光强稳定。检查CCD光电接收器上的电信号灯是否亮。2、按照图1,把所需仪器装在对应的位置，注意图中2、3、4、5、6的位置已经调好。3、把可

4、调光阑的位置调到成像透鏡的后焦面上，孔径调到最小。用纸挡住散斑样品（分别为钢片、铝片、铜片）的光束，然后调节参考平而镜工作台的俯仰角度，微调旋钮，使其反射的光束入射到光阑的孔径之内，再反过来用同样的方法调节散斑样品的反射光入射到光阑内，并使两束光会聚的焦点重合。4、以不同时间间隔采集散斑图，同时记录下采集时的温度，采集20张左右。5、图像处理包括图像相减，灰度增强，滤波，二值化，膨胀操作，闭运算，骨架提取，骨架修剪等步骤6、作出不同时间间隔取得的物件热形变图。作出不同温度差与热形变关系图。思考题如何通过热膨胀來获得物件温度T(x,y)

5、0,呈现暗条纹，n2(8)