新型三维电子散斑干涉仪制造技术

本实用新型专利技术公开了一种新型三维电子散斑干涉仪，其特点是，包括分布在该仪器本体正面的三个ＣＣＤ成像系统和－大功率激光器及分光光路、以及与ＣＣＤ成像系统电连接的图像处理电路；三个ＣＣＤ成像系统呈三点式布置在仪器本体的正面，其中两个ＣＣＤ成像系统平行间隔设置，另一个ＣＣＤ成像系统设置在位于两个ＣＣＤ成像系统的中点上方或下方；大功率激光器及分光光路在位于三个ＣＣＤ成像系统的中心点位置，与另一个ＣＣＤ成像系统同轴线；从大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照射到三个ＣＣＤ成像系统，与各ＣＣＤ成像系统输出的物光干涉后进入图像处理电路进行图像处理。可一次性得到三维的变形值，操作简单，数据可靠。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种旨在对结构微变形全场同时测量的非接触式光学测量 仪，尤其涉及一种新型三维电子散斑干涉仪
技术介绍
早期的三维电子散斑干涉仪，例如申请人曾经获得授权的技术专利ZL200320109179. 1和ETTEMEYER公司的Q600等，均不能做到三维变形场的同时数 字化测量。前者是要加载一次，测量某一方向的变形，然后卸去载荷，转换光路， 然后再加载，得到另一方向的变形，若三维变形则至少需要三次转换，极为不方便， 而且载荷大小不可能精确复位，所以不能真实反映结构在某种载荷状态下的全部变 化。后者主要为测量振动的振型而设计(应该可以测量位移)，但是将激光放置在 成像部件中心连线相交点的边上，故该仪器计算位移时需要考虑偏移量，必然引入 这部分的计算误差，还不具有时空相移功能，位移结果不能数字化输出。
技术实现思路
本技术的任务是解决三维位移的同时数字化测量的难题，而提供的一种 新型三维电子散斑干涉仪，该新型三维电子散斑干涉仪不但实现了全场条纹的直接 获得，还引入时空相移技术，将结果能数字化输出，具有很高的灵敏度和精确度。本技术采取的技术方案是新型三维电子散斑干涉仪，其特征在于，包 括一仪器本体、分布在该仪器本体正面的三个CCD成像系统和一大功率激光器及分 光光路、以及与所述CCD成像系统电连接的图像处理电路；其中所述的三个CCD 成像系统呈三点式布置在仪器本体的正面，其中两个CCD成像系统平行间隔设置， 另一个CCD成像系统设置在位于两个CCD成像系统的中点的上方或下方；所述的大 功率激光器及分光光路布置在位于该三个CCD成像系统的中心点位置，与另一个 CCD成像系统同轴线；所述的从大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照射到三个CCD成像系统，与各个CCD成像系统输出的物光干涉后进 入图像处理电路进行图像处理。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，还包括一载波片，在测试时设置在 大功率激光器及分光光路与被测物体之间。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的载波片是带有精密步进电机 的载波片。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的图像处理电路由计算机构成。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的三个CCD成像系统呈三点式布 置，其中有两个CCD成像系统设置在下方左右两边、另一个CCD成像系统设置在位 于有两个CCD成像系统的中心点的上方。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的各CCD成像系统包括一CCD、 一可自动变焦成像镜、 一分光方棱镜、 一带有PZT的全反射镜、以及一扩束镜；所 述的分光方棱镜设在中间，所述的高分辨率CCD和可自动变焦成像镜分别设在分光 方棱镜的两侧，所述的带有PZT的全反射镜设在分光方棱镜及扩束镜的相对位置； 所述的分光方棱镜设在扩束镜的下方，与扩束镜相对设置；所述的从大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照 射到三个带有PZT的全反射镜上，再由带有PZT的全反射镜反射到扩束镜，并由扩 束镜扩束后到分光方棱镜，再由分光方棱镜输出到CCD中，与物光干涉后进入图像 处理电路。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的大功率激光器及分光光路包括 一大功率固体激光器、 一分光棱镜、 一扩束镜、 一激光耦合及分光器；所述的大功 率固体激光器、分光棱镜、和扩束镜顺序间隔设置在同一条光路上；所述的激光耦 合及分光器与所述的分光棱镜设置在同一条光路上;所述的大功率固体激光器输出 激光到分光棱镜，由分光棱镜输出两路光， 一路经激光耦合及分光器输出到各CCD 成像系统；另一路经扩束镜扩束到被测物体。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，还包括一载波片，在测试时设置在 大功率激光器及分光光路的扩束镜与被测物体之间；从分光棱镜输出的另一路光经 扩束镜扩束的光场到载波片，并最终均匀照射在被测物体上，通过该载波片产生载 波条纹被CCD接收输出到图像处理电路。上述新型三维电子散斑干涉仪，其中，所述的载波片是带有精密步进电机 的载波片。由于本技术采用了以上的技术方案，测试时只要对被测试件加载一次， 通过布置在仪器本体上上的三个CCD采集图像，同时得到三幅图像，通过图像处理 并进行位移场分离，可一次性得到三维(三个方向)的变形值。再加上大功率激光 器及分光光路的作用，可将图像结果(变形条纹)转换成工程实际需要的数据。具 有操作简单、数据可靠的优点。附图说明本技术的具体结构由以下的实施例及其附图进一步给出。 图1是本技术三维电子散斑干涉仪的主视图。图2是本技术三维电子散斑干涉仪的CCD成像系统的参考光光路示意图。 图3是本技术三维电子散斑干涉仪的大功率激光器及分光光路的结构示意图。图4是本技术三维电子散斑干涉仪的工作原理示意图。具体实施方式请参阅图l。本技术新型三维电子散斑干涉仪，包括一仪器本体1、分 布在该仪器本体正面的三个CCD成像系统21、 22、 23和一大功率激光器及分光光 路3、以及与所述CCD成像系统和大功率激光器及分光光路电连接的图像处理电路 4;所述的三个CCD成像系统呈三点式布置在仪器本体的正面，其中两个CCD成像 系统平行间隔设置，另一个CCD成像系统设置在位于两个CCD成像系统的中点的上 方或下方。本实施例中，所述的三个CCD成像系统21、 22、 23中是以两个CCD成 像系统21、 22设置在下方左右两边、另一个CCD成像系统23设置在位于两个CCD 成像系统的中心的上方的形状布置。所述的大功率激光器及分光光路3布置在位于 该三个CCD成像系统的中心点位置，与另一个CCD成像系统23同轴线。所述的从 大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照射到三个CCD 成像系统，与各个CCD成像系统输出的物光干涉后进入图像处理电路进行图像处 理。 请参阅图2。本技术新型三维电子散斑干涉仪中，所述的各CCD成像系统结构相同，现以其中CCD成像系统21进行说明，该CCD成像系统21包括一高分 辨率CCD211、 一可自动变焦成像镜212、 一分光方棱镜213、 一带有PZT的全反射 镜214、以及一扩束镜215;所述的分光方棱镜213设在中间，所述的高分辨率 CCD211和可自动变焦成像镜212分别设在分光方棱镜的两侧，所述的带有PZT的 全反射镜214设在分光方棱镜213及扩束镜215的相对位置，本实施例是所述的分 光方棱镜213设在扩束镜215的下方，与扩束镜相对设置，所述的带有PZT的全反 射镜214设在分光方棱镜213的上方，与分光方棱镜213相对。所述的从大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照 射到三个带有PZT的全反射镜上，再由带有PZT的全反射镜反射到扩束镜，并由扩 束镜扩束后到分光方棱镜，再由分光方棱镜输出到CCD中，与物光干涉后进入图像 处理电路。所述的扩束镜215设在中间，所述的高分辨率CCD211和可自动变焦成 像镜212分别设在扩束镜215两侧，所述的带有PZT的全反射镜214设在扩束镜 215的上方，所述的分光方棱镜213设在扩束镜215的下方，与扩束镜215相对设 置；所述的从大功率激光器及分光光路输出的光照射到带有PZT的全反射镜上，再 由带有PZ本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型三维电子散斑干涉仪，其特征在于，包括一仪器本体、分布在该仪器本体正面的三个ＣＣＤ成像系统和－大功率激光器及分光光路、以及与所述ＣＣＤ成像系统电连接的图像处理电路；其中：所述的三个ＣＣＤ成像系统呈三点式布置在仪器本体的正面，其中两个ＣＣＤ成像系统平行间隔设置，另一个ＣＣＤ成像系统设置在位于两个ＣＣＤ成像系统的中点的上方或下方；所述的大功率激光器及分光光路布置在位于该三个ＣＣＤ成像系统的中心点位置，与另一个ＣＣＤ成像系统同轴线；所述的从大功率激光器及分光光路输出的光，经耦合分光成三等份，分别照射到三个ＣＣＤ成像系统，与各个ＣＣＤ成像系统输出的物光干涉后进入图像处理电路进行图像处理。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张熹，陆鹏，吴君毅，艾钢，曾宪友，郑长江，顾爱中，孙炉钢，刘骅，张洪伟，秦培军，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司第七一一研究所，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]