一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计及测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计及测量方法。本引伸计包括激光器、光纤分束器、两条光纤、两个准直透镜、三个平面反射镜、一个压电陶瓷相移器、一个分光棱镜、一个CCD/CMOS相机和计算机，激光器产生的激光由光纤分束器分成两路分别经两个准直透镜照射试件中测试区段，试件上从标距长度两端反射的激光，经由反射镜、分光棱镜、相移器组成的相移剪切光路，进入成像镜头并在相机靶面实现剪切干涉，实现标距长度段的高精度应变测量。本发明专利技术测量精度为激光波长的量级，可达0.01个激光波长的精度，测量方法不易环境振动和空气扰动影响。动和空气扰动影响。动和空气扰动影响。

【技术实现步骤摘要】
一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计及测量方法


[0001]本专利技术公开了一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计及测量方法，属于光电检测领域。

技术介绍

[0002]引伸计是一种广泛应用于材料应变测量的装置，分为接触式引伸计和非接触式引伸计，比之于接触式引伸计，非接触式引伸计具有非接触、不会因为夹持而破坏试样等优点。视频引伸计是一种非接触应变测量方式，近年来发展迅速，逐渐成为了材料基本力学性能测量的重要工具。然而，通常的视频引伸计都是以图像识别、图像匹配为基础实现的，测量时要求试件表面有可供辨识的特征，如果试件表面无明显特征可供识别，则需要人工在试件表面制作特征，比如通过划线、喷漆、刻蚀或者转印等方法在试件表面制作标识图案，这个过程耗时耗力，且会增加损坏试件的风险，以及干扰试件本身的材料特性，影响测量结果。此外，现有的视频引伸计的测量精度主要依赖图像采集系统的分辨率，为达到较高的应变测量精度，就需要使用价格昂贵的高分辨率相机和高分辨率镜头，这大大阻碍了视频引伸计在工业界的推广使用。
[0003]电子散斑干涉法是光测实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，包括激光器(1)、光纤分束器(14)、两条光纤(12、13)、两个准直透镜L1、L2(2、3)、三个平面反射镜M1、M2、M3(5、7、6
′
)、一个压电陶瓷相移器PZT(6)、一个分光棱镜(8)、一个CCD/CMOS相机(10)和计算机(11)，其特征在于：所述激光器(1)产生的激光由光纤分束器(14)分成两路分别经第一准直透镜L1(2)、第二准直透镜L2(3)照射试件(4)中测试区段(P
‑
Q)，其反射光分别经第一平面反射镜M1(5)反射、以及第二平面反射镜M2(7)和第三平面反射镜反射M3(6
′
)反射，而后这两组反射光经分光棱镜BS(8)后，被相机(10)的成像镜头(9)摄取成像并输入到计算机(11)，第三平面反射镜M3(M3)安装在压电陶瓷相移器PZT(6)上，压电陶瓷相移器PZT(6)连接计算机而受其控制。2.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述激光器(1)发出的激光导入光纤后，经分束器(14)一分为二，通过第一准直透镜L1(2)、第二准直透镜L2(3)准直成两束平行光，以对称的方式入射到试件(4)中测试区段(P
‑
Q)。3.根据权利要求2所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述两束对称入射的激光与试件(4)的轴线位于同一平面内，两束激光相对试件(4)法线的夹角相等，该对称入射光路只对试件(4)沿轴向的变形敏感。4.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述CCD/CMOS相机(10)及其成像镜头(9)构成成像系统，相机(10)和成像镜头(9)间通过标准接口连接，成像系统的光轴与激光束在同一平面，正对试件(4)拍摄。5.根据权利要求1所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述相移剪切，其剪切光路为：将试件(4)上的间隔为标距长度D，其两个观测区域P和Q通过剪切光路传输到成像系统中相互叠加，实现剪切干涉。6.根据权利要求5所述的基于相移剪切电子散斑干涉的高精度视频引伸计，其特征在于：所述剪切光路包括第一平面反射镜M1(5)、第二平面反射镜M2(7)、第三平面反射镜M3(6
′
)、一个分光棱镜BS(8)；第一平面反射镜M1(5)、第二平面反射镜M2(7)位于成像系统光轴的两侧，分别对准观察区域P、Q，分光棱镜BS(8)和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李凯，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：