多功能白光散斑照相装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术是激光全息和激光散斑干涉技术的发展。它解决了激光难于在工程现场上应用的问题。该装置主要有两架相机装在同一导向轴上，两相机的相对位置可调、导向轴可升降、旋转和倾斜。用普通的太阳光或灯光、用非接触的方法能测出以前无法测量的大型建筑构件（如桥梁等）的大位移、大面积变形量，特别是三维的复杂变形量的测量，也可用于测量稳态振动波型等动态参量。方法简便、测量准确、测量范围广。还可作投影云纹测量。（*该技术在1998年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
本专利技术适用于测量各种物体的变形，特别是可以用非接触方式远距离、大面积的测量桥梁等各种大型建筑构件的面内位移或三维位移、应变，也可用于测量稳态振动的波型等动态参量。激光全息和激光散斑干涉技术，是七十年代开始发展起来的干涉计量技术。和传统的机电测量方法比较，具有精度高、非接触和灵敏度可调等优点，但是全息干涉术、激光散斑测量只对离面位移、面内位移敏感，要测量物体三维变形必须两种方法结合使用，但比较麻烦。另外，所使用光源必须是高度相干的激光光源，因此很难在工程现场使用。白光散斑技术是在激光散斑基础上发展起来的，具有和激光散斑技术几乎相同的功能。但是由于光源为普通的白光光源，可以在室内外各种条件下使用，扩大了运用范围。但是经典的白光散斑法也只是用来测量面内变位和简单的单向变位，不能适应工程实际问题中复杂变形的测量问题。为了对远距离、大面积、三维变形实测的现场使用的需要，必须探索白光散斑技术的工程应用、完善散斑干涉计量技术。本专利技术的目的就是要创造一种新的用于白光散斑干涉计量的装置。它兼有激光全息和激光散斑技术的优点，能够在各种条件下用来测量远距离、大面积、三维变形。白光散斑附着在物体表面上，并随表面一起运动或变位，如果用透镜观察、跟踪某一斑点的变位，只要在景深范围内，斑点的变位过程处处满足物象共轭条件。实际上由于总是在确定的方向上观测散斑运动，因此观测位置确定了，就能得到同一斑粒的位移在不同观测方向上所获得的相应分量值。利用在不同方位上同时观测同一点的相应分量值，通过适当计算就能求得该斑粒总位移，所以单张散斑图无法测量三维位移。用两张散斑图同时记录相应分量值，通过计算就可确定该物体的三维位移量。两张白光散斑图由两架照相机同时来完成。但这两个象平面应位于同一水平面上，即由两张散斑图获得同一点的变形量在垂直方向上分量值相同。所以将两架照相机装在同一导向轴上，当两架照相机同时拍摄同一点的散斑图时，就能保证在同一水平面上得到同一位置的两张白光散斑图。两架照相机分别装在大小相同、结构相同的上转盘上，上转盘能在下转盘中转动，从而保证两相机能调整相互间的相对角度，两下转盘能单独或同时在滑座上移动或旋转。两个下转盘分别装在滑座上，滑座装在导向轴的两端，滑座通过丝杠、螺母机构可分别在导向轴的两端相对滑动，用以调整两相机的相对距离。导向轴能带动两相机同时绕自身轴心旋转。在转接套的内腔装有丝杠，通过旋转螺母，可使支承套带动导向轴和照相机上下移动及左右旋转。在底座上装有胶轮活脚，使得照相装置能自由移动，还装有支脚螺杆，用以调整照相装置的倾斜角度。在一个相机上装上云纹栅和光源，就可作投影云纹测量。本专利技术通过五个自由度的调整，能用于大视场、远距离和大变位的测量，特别是三维位移的测量。还能作投影云纹测量。结构简单，稳定可靠，使用方便灵活，室内外测量皆能应用。本技术的具体结构由以下附图说明和实施例给出。图1是多功能白光散斑照相装置的示意图，(13)、(14)是相机图2是该装置剖面示意图的一半。(1)底座，(2)转接套，(3)丝杠，(4)螺母，(6)手柄，(7)支承套，(8)滑座，(9)导向轴，(10)调节螺杆，(11)下转盘，(12)上转盘，(13)相机。图3是相机(13)、(14)的A－A剖面示意图。(15)快门用气球，(16)照相镜头，(17)快门，(18)齿轮轴，(19)镜头转接套，(20)齿轮支座，(21)延伸套，(22)套筒，(23)暗合下板，(24)插板，(25)暗合上板，(26)暗合转接座，(27)齿轮，(31)云纹栅，(32)为光源。图4是底座(1)的剖面示意图，(28)支脚螺杆，(29)胶轮活脚。图5是相机(14)和导向轴(9)的局部剖面示意图。图6是转接套(2)、丝杠(3)、螺母(4)的局部剖面示意图。(5)定位螺丝，(6)手柄，(30)紧固手柄。大位移测量。根据待测位移大小先选择横向放大率M，确定物距，调整有关操作系统使象平面与物平面保持平行，观查表面斑化效果。用观望镜观察斑化表面时，其粒度分布应处处清晰，反差明显。用附带的“曝光表”对准物面，得到参考曝光时间，实际操作可由实验确定准确曝光时间，调好后就可拍摄位移的散斑图。大面积测量。根据实测对象，当待测面积较大时，可采用本机双镜头同时拍照。用两架相机分别准焦被测表面，在象平面上保持一定的重迭区(重迭区大小根据需要确定)。其他操作同大位移测量。计算分析时先确定公共区的变位值，然后依次算出其它区域的变位值。三维位移测量。测量三维位移必须使用双镜头。用一个相机〔相机(13)或(14)〕正向准焦被测表面(使水平面、物平面平行)，用另一个相机(相机14或13)侧向准焦被测表面的相同位置，根据表面离面分量和面内分量的比值选择两相机相对角度φ，调整操作系统使两相机的水平面处在同一水平面上，两相机的横向放大率M1、M2可以不等。其他操作与大位移测量相同。分析散斑图由相机(13)〔或相机(14)〕的面内分量中求出水平分量x和垂直分量Z，再由相机(14)〔或相机(13)〕的面内绝对位移d侧中求出水平分量X，将x、X代入式y＝(X－xCOSφ)／Sinφ得到物面离面分量。在本装置中，附加光源(32)和云纹栅(31)，就可做投影云纹测量。权利要求1.一种多功能白光散斑照相装置，其特征是主要是由底座(1)、转接套(2)、丝杠(3)、螺母(4)、定位螺丝(5)、手柄(6)、支承套(7)、滑座(8)、导向轴(9)、调节螺杆(10)、下转盘(11)、上转盘(12)、相机(13)、(14)、支脚螺杆(28)、胶轮活脚(29)、紧固手柄(30)等组成，在导向轴的(9)上同时装有两个能相互调整相对距离和相对角度的照相机(13)、(14)。2.按权利要求1所述的照相装置，其特征是相机(13)、(14)主要是由快门用气球(15)、照相镜头(16)、快门(17)、齿轮轴(18)、镜头转接套(19)、齿轮支座(20)、延伸套(21)、套筒(22)、暗合下板(23)、插板(24)、暗合上板(25)、暗合转接座(26)、齿轮(27)组成。3.按权利要求2所述的照相装置，其特征是相机(13)、(14)是分别装在能带动相机在下转盘(11)里旋转的上轮盘(12)上。4.按权利要求1、2和(或)3所述的照相装置，其特征是下转盘(11)是装在能在导向轴(9)上来回移动、单独或同时旋转的滑坐(8)上。5.按权利要求4所述的照相装置，其特征是有能带着两相机(13)、(14)绕自己的轴心旋转的导向轴(9)。6.按权利要求5所述的照相装置，其特征是在转接套(2)上装有可上、下移动和左右旋转导向轴(9)的丝杠(3)、螺母(4)。7.按权利要求1、2、3、5和(或)6所述的照相装置，其特征是在底座(1)上装有能使该装置灵活移动的三个或多个胶轮活脚(29)和供调整该装置倾斜角度的三个或多个支脚螺杆(28)。8.按权利要求7所述的装置，其特征是有用于投影云纹测量的云纹栅(31)和光源(32)。专利摘要本技术是激光全息和激光散斑干涉技术的发展。它解决了激光难于在工程现场上应用的问题。该装置主要有两架相机装在同一导向轴上，两相机的相对位置可调、导向轴可升降、旋转和倾斜。用普通的太阳光或灯光、用非接触的方法能测出以前无法测量的大本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多功能白光散斑照相装置，其特征是：主要是由底座（１）、转接套（２）、丝杠（３）、螺母（４）、定位螺丝（５）、手柄（６）、支承套（７）、滑座（８）、导向轴（９）、调节螺杆（１０）、下转盘（１１）、上转盘（１２）、相机（１３）、（１４）、支脚螺杆（２８）、胶轮活脚（２９）、紧固手柄（３０）等组成，在导向轴的（９）上同时装有两个能相互调整相对距离和相对角度的照相机（１３）、（１４）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：唐光裕，栾辉春，
申请(专利权)人：唐光裕，栾辉春，
类型：实用新型
国别省市：93[中国|哈尔滨]