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基于三色三孔数字剪切散斑干涉的高温三维变形测量
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作者 吴云飞 吴思进 +6 位作者 李玄 张硕 宋嘉正 唐小军 辛亮 孙子杰 牛海莎 《光学精密工程》 北大核心 2025年第15期2468-2477,共10页
三色数字剪切散斑干涉虽抗干扰并对刚体位移不敏感,但在高温下受自发辐射光干扰且只能测量位移梯度、无法直接得到三维变形信息。针对此问题,提出三色三孔数字剪切散斑干涉测量方法,用于实现高温环境下三维变形的测量。利用设计的三色... 三色数字剪切散斑干涉虽抗干扰并对刚体位移不敏感,但在高温下受自发辐射光干扰且只能测量位移梯度、无法直接得到三维变形信息。针对此问题,提出三色三孔数字剪切散斑干涉测量方法,用于实现高温环境下三维变形的测量。利用设计的三色三孔光阑结构,进行三通道独立的窄带滤波,抑制高温环境下物体的自发辐射光干扰。利用复合梯形积分方法重建位移场,得到被测物体的三维变形信息。结果表明,该方法的最小可检测位移为30 nm,可以有效获取物体的高温三维变形信息,能够抑制被测物体的高温自发辐射光,实现三维变形的测量。 展开更多
关键词 数字剪切干涉 变形测量 热辐射干扰 复合梯形积分
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基于双判别器深度卷积生成对抗网络的数字散斑干涉相位条纹修复
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作者 李仁豪 吴思进 +2 位作者 王昊伟 李伟仙 匡翠方 《探测与控制学报》 北大核心 2025年第4期80-87,共8页
数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器... 数字散斑干涉测量技术作为一种高精度的光学非接触式全场测量方法,已经广泛应用于航空航天、高端制造等领域,但由于环境扰动影响,导致得到的相位条纹滤波后经常出现不连续的问题,会对检测结果产生严重影响。为此,提出一种基于双判别器深度卷积生成对抗网络的相位条纹修复方法,该方法能够学习到相位条纹的独特结构特征,从而有效地修复条纹。实验表明,修复后的条纹图在后续解包裹过程中“拉丝”现象明显减少,提高了相位恢复的准确性。 展开更多
关键词 数字干涉 相位图 条纹修复 深度学习
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激光电子散斑干涉法隐形牙齿矫治器全场变形测量
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作者 王嘉雯 吴峻青 +4 位作者 吴敏杨 安应彪 刘京京 严斌 杨福俊 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第17期2663-2675,共13页
构建三维表面微变形同步干涉测量系统,客观准确地测量隐形矫治器的全场变形信息,为提高其临床矫治效能以及安全性提供数据支持。由蓝绿红激光构建三组各自独立的散斑干涉光路,用于同步测量物体表面的二维面内和一维离面变形,利用一个集... 构建三维表面微变形同步干涉测量系统,客观准确地测量隐形矫治器的全场变形信息,为提高其临床矫治效能以及安全性提供数据支持。由蓝绿红激光构建三组各自独立的散斑干涉光路,用于同步测量物体表面的二维面内和一维离面变形,利用一个集成相移装置实现三色激光准90°步长的同步相移,并由一台3CCD彩色相机同时记录三色散斑干涉图。通过四步相移算法从分离的红、蓝及绿色散斑干涉图中计算出与离面和面内变形相关的干涉条纹相位;最后,结合自适应条纹滤波和数字差分算法计算得到与表面变形有关的6个应变分量。微转动实验表明:系统的微转角测量精度为2.4",变形测量精度为10με(微应变)。对隐形矫治器的变形测量结果分析表明,矫治器的变形效用与设定的矫治目标相一致。 展开更多
关键词 三维测量 激光电子干涉 微变形 隐形矫治器
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基于数字散斑图像的应变测试技术
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作者 李盘文 《电子测量技术》 北大核心 2025年第11期187-193,共7页
传统接触式应变片在航空结构测试等场景中存在易引入干扰、无法实现全场测量等局限性。为克服这些挑战,本文研究并实现了一种基于数字散斑图像技术的非接触、全场应变测量方法。采用双目立体视觉系统,对表面制备了随机散斑图案的等强度... 传统接触式应变片在航空结构测试等场景中存在易引入干扰、无法实现全场测量等局限性。为克服这些挑战,本文研究并实现了一种基于数字散斑图像技术的非接触、全场应变测量方法。采用双目立体视觉系统,对表面制备了随机散斑图案的等强度梁试件,在-20 N~+20 N的载荷下采集图像。通过数字图像算法计算试件表面的位移场,进而获得指定区域的平均轴向应变。将数字散斑图像测量结果与粘贴在同一试件相同区域的电阻式应变片测量系统(全桥配置)的测量结果及理论计算应变值进行了系统性对比分析。结果表明:在±176με范围内,数字散斑图像测量系统的平均测量误差相比与应变片测量系统降低了5.3%;此外,通过对测量数据进行线性拟合分析,数字散斑图像测量系统在灵敏度和零点稳定性方面均展现出一定优势,其应变随载荷变化的曲线更接近线性关系且无零点偏移。 展开更多
关键词 数字图像 应变测量 应变片 非接触测量 双目立体视觉
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应用激光数字散斑测量物体面内位移的研究 被引量:5
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作者 陈书汉 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2009年第2期145-146,共2页
利用激光数字散斑原理搭建光路对物体面内位移进行测量,利用CCD接收毛玻璃移动前后的散斑图像,通过计算机数字图像处理得到干涉条纹并计算毛玻璃的面内位移。最后讨论对本系统测量的灵敏度,范围和精度进行了分析和讨论。
关键词 激光数字散斑干涉测量 面内位移 精确度
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数字激光散斑图像的极值位移测量法 被引量:10
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作者 邱天 郭立 +2 位作者 李东晖 刘秀娟 朱俊株 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第9期59-62,共4页
通过对数字激光散斑特性的研究,提出了一种利用激光散斑图像的极值点进行二维位移测量的极值位移测量法。该方法采集发生位移前后的两幅数字激光散斑图像,分别寻找它们的极值点,利用极值点之间的相互关系以及极值点对出现概率较高的特点... 通过对数字激光散斑特性的研究,提出了一种利用激光散斑图像的极值点进行二维位移测量的极值位移测量法。该方法采集发生位移前后的两幅数字激光散斑图像,分别寻找它们的极值点,利用极值点之间的相互关系以及极值点对出现概率较高的特点,测量出散斑图像的位移。改进后,该算法能够测量亚像素级的位移,且运算速度较快。 展开更多
关键词 激光 图像 位移测量 数字图像处理
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激光三角法位移测量中数字散斑相关法的研究 被引量:15
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作者 沈磊 李顶根 +1 位作者 褚俊 朱鸿茂 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期288-293,共6页
在三角法位移测量中散斑是一种噪声,当成像光斑过弱而湮没于散斑中时,抑制散斑已没有意义;但散斑同样是位移信息的载体。为此针对激光三角法位移测量系统,研究数字散斑相关法;对强散射、粗糙界面的位移进行了实测,且进行了数据分析。结... 在三角法位移测量中散斑是一种噪声,当成像光斑过弱而湮没于散斑中时,抑制散斑已没有意义;但散斑同样是位移信息的载体。为此针对激光三角法位移测量系统,研究数字散斑相关法;对强散射、粗糙界面的位移进行了实测,且进行了数据分析。结果表明,在激光三角法位移测量中运用数字散斑相关法对强散射、粗糙界面进行位移测量是可行的,测量范围可达微米级,测量误差小于2%。此法可改善三角法位移测量系统在强散射、粗糙界面的情形下传统测量方法的缺陷,有效提高了测量精度,并扩展了激光三角法位移测量的实用范围。 展开更多
关键词 激光三角法 位移测量 相关法
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数字散斑干涉术物体形变测量 被引量:4
8
作者 董会 周岩 +2 位作者 郭俊 张婉怡 王文生 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第S1期19-22,共4页
基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像... 基于数字散斑干涉术测量物体形变的原理,研究了物体面内位移及变形的测试技术.采用电荷耦合器件记录变形前后的两幅散斑图,取代传统散斑干涉术中的记录干板,省去传统方法中干板显影、定影的繁琐的化学湿处理过程.分别用菲涅尔散斑和像面散斑方法获得散斑干涉图,用相减技术得到含有物体形变信息的散斑干涉条纹.设计高斯低通滤波器,对干涉条纹进行处理,提高了干涉条纹的对比度.提出扫描条纹中心行方法,由条纹中心行一维位相分布获得一维物面变形,实现了散斑干涉条纹的自动判读.试验表明,该方法简洁且实用. 展开更多
关键词 数字干涉 形变测量 数字滤波器 一维形变
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数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹用于非连续表面动态变形测量(英文) 被引量:6
9
作者 吴思进 杨靖 +2 位作者 潘思阳 李伟仙 杨连祥 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第2期121-129,共9页
为解决传统相位解包裹法不能够用于非连续表面的动态变形测量的缺点,在详细阐述基于时空三维相位解包裹技术的数字散斑干涉术的工作原理和测量步骤基础上,应用数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹测量非连续表面动态变形.实验证明,当采... 为解决传统相位解包裹法不能够用于非连续表面的动态变形测量的缺点,在详细阐述基于时空三维相位解包裹技术的数字散斑干涉术的工作原理和测量步骤基础上,应用数字散斑干涉术和时空三维相位解包裹测量非连续表面动态变形.实验证明,当采用每秒70帧的普通相机拍照时,可实现最快形变速率为25.12μm/s的非连续表面动态变形测量.本文所提方法扩展了数字散斑干涉术的测量范围,增强其应用能力. 展开更多
关键词 电子干涉 变形测量 动态测量 相位分布 振动测量 相位解包裹 非连续表面
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离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部缺陷 被引量:7
10
作者 许星 王开福 +1 位作者 顾国庆 梁智锦 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第4期548-552,共5页
为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测,采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布,并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移,将3种方法得到的离... 为了实现对材料内部较深层缺陷的大小和深度的检测,采用弹性理论分析并结合离面位移数字散斑干涉实验的方法,分析了含内部缺陷试件的离面位移分布,并给出了理论解。同时用数字散斑干涉和数值仿真得出试件的离面位移,将3种方法得到的离面位移及其1阶导数的分布做了对比,由对比结果可知,理论、实验及仿真得到的结果非常吻合,并对误差做了分析。从实验得到离面位移的1阶导数可获得缺陷的大小,结合理论计算出缺陷的深度,二者的误差都在允许范围之内。结果表明,利用离面位移数字散斑干涉系统测量材料内部较深层缺陷具有很高的准确性。 展开更多
关键词 信息光学 数字干涉 数字图像处理 缺陷检测
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数字散斑干涉三维变形测量技术研究进展 被引量:6
11
作者 王永红 包凤卿 +3 位作者 张肖 赵琪涵 陈维杰 闫佩正 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2020年第4期681-689,共9页
三维变形可以转换为应力/应变分布,是材料性能测试和结构可靠性分析的关键参数。在众多三维变形测量技术中,数字散斑干涉技术可以高精度地测量三维变形信息,在航空航天、汽车、先进制造、土木工程和生物医学等行业发挥着十分重要的作用... 三维变形可以转换为应力/应变分布,是材料性能测试和结构可靠性分析的关键参数。在众多三维变形测量技术中,数字散斑干涉技术可以高精度地测量三维变形信息,在航空航天、汽车、先进制造、土木工程和生物医学等行业发挥着十分重要的作用。从散斑干涉基本原理出发,详细介绍了几类三维变形散斑干涉测量技术,并分析比较各类方法的优缺点;同时介绍了散斑干涉三维变形测量技术的国内外研究进展和最新应用;最后展望了散斑干涉三维变形测量技术在动态同步测量、测量系统简化以及应用范围扩宽等方面的发展趋势。 展开更多
关键词 数字干涉 三维变形测量 面内面外测量 多面外测量
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物体变形测量的相移数字散斑剪切干涉术 被引量:3
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作者 顾国庆 王开福 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期16-17,共2页
相移数字散斑剪切干涉技术可以提高检测精度,利用该方法对圆形铝板试件进行测量。为了实现全场相位的精确求解,运用等四步相移Carré算法定量计算相位。将该非接触测量技术与弹性力学理论分析相结合,对四周固支,中心受集中载荷试件... 相移数字散斑剪切干涉技术可以提高检测精度,利用该方法对圆形铝板试件进行测量。为了实现全场相位的精确求解,运用等四步相移Carré算法定量计算相位。将该非接触测量技术与弹性力学理论分析相结合,对四周固支,中心受集中载荷试件的离面位移导数进行测量与分析,另外采用有限元方法进行模拟。最后将实验结果分别和理论结果、有限元结果进行比较,发现三者吻合得很好,说明测量结果理想。 展开更多
关键词 数字剪切干涉 相移技术 Carré算法 变形 离面位移导数 有限元
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基于激光的散斑干涉术及其测量中的应用 被引量:9
13
作者 米红林 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第5期23-24,共2页
对电子散斑干涉技术用于测试离面和面内位移的原理和光路进行了详细阐述,并分析该方法的适用范围和灵敏度,给出了圆盘试件离面位移和金瓷试件面内位移的测试结果。表明基于激光技术的电子散斑干涉法适用于硬质材料位移和无损检测,结果... 对电子散斑干涉技术用于测试离面和面内位移的原理和光路进行了详细阐述,并分析该方法的适用范围和灵敏度,给出了圆盘试件离面位移和金瓷试件面内位移的测试结果。表明基于激光技术的电子散斑干涉法适用于硬质材料位移和无损检测,结果以干涉条纹图形式给出,易于定性和定量分析研究对象位移。 展开更多
关键词 激光技术 电子干涉 离面位移 面内位移
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用数字散斑干涉法测量动态面内位移场 被引量:1
14
作者 张东升 佟景伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1995年第2期100-104,共5页
利用数字散斑干涉法,研究了半无限平面模型在受冲击载荷下的面内位移场的测试技术。采用瞬态图像采集系统,将模型受冲击前后的电子散班图像直接存储在图像采集系统中,通过数字处理实现数字散斑干涉,测得了模型的面内位移。数值计算... 利用数字散斑干涉法,研究了半无限平面模型在受冲击载荷下的面内位移场的测试技术。采用瞬态图像采集系统,将模型受冲击前后的电子散班图像直接存储在图像采集系统中,通过数字处理实现数字散斑干涉,测得了模型的面内位移。数值计算结果与实验两者能很好地吻合。 展开更多
关键词 数字干涉 变形 光力学实验 面内位移场
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双功能数字散斑干涉位移及空间梯度同时测量 被引量:7
15
作者 李洋洋 吴思进 +1 位作者 李伟仙 董明利 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期132-139,共8页
为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑... 为了满足无损检测中复合材料在复杂载荷下多参数变量评估的需求,提出了一种基于光路复用的双功能数字散斑干涉系统,能够同时实现数字散斑干涉和数字剪切散斑干涉测量功能.通过控制其中一个反射镜-波片组合,当该组合离位时,构成数字散斑干涉测量光路,实现离面位移测量;当该组合在位时,构成数字剪切散斑干涉测量光路,实现离面位移空间梯度的测量.测量过程中只需简单切换该组合的位置就可以实现单次加载下被测物体表面离面位移及其空间梯度的同时测量.该系统光路结构简单、切换效率高,能够同时获得高质量的位移及空间梯度测量结果.实验证明,双功能数字散斑干涉系统既具备高抗干扰能力,又具备高灵敏度测试能力,适合复合材料无损检测现场使用. 展开更多
关键词 干涉 多功能数字干涉 光路复用 剪切干涉 位移测量 空间梯度测量 无损检测
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基于数字散斑干涉技术的物体面内和面外变形测量 被引量:3
16
作者 高燕 吴思进 +1 位作者 祝连庆 杨连祥 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第S01期154-161,共8页
数字散斑干涉技术是对物体变形、应变和振动等进行测量的有效方法,而相位测量是数字散斑干涉测量的关键.本文对数字散斑干涉技术应用时间相移技术和空间载波技术这两种相位测量方法,实现对物体面内、面外变形的测量.根据实验结果,对比... 数字散斑干涉技术是对物体变形、应变和振动等进行测量的有效方法,而相位测量是数字散斑干涉测量的关键.本文对数字散斑干涉技术应用时间相移技术和空间载波技术这两种相位测量方法,实现对物体面内、面外变形的测量.根据实验结果,对比并分析了两种相位测量方法在相位图质量、测量速度以及多维变形同步测量方面的差异,为数字散斑干涉技术在实际工程中的应用提供了参考. 展开更多
关键词 数字干涉技术 时间相移技术 空间载波 变形测量
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数字散斑干涉面内变形内窥测量方法研究 被引量:4
17
作者 袁腾飞 吴思进 +1 位作者 李伟仙 杨连祥 《电子测量与仪器学报》 CSCD 北大核心 2019年第7期93-98,共6页
针对现阶段数字散斑干涉内窥测量技术只能间接测量物体面内变形的问题,提出了一种双路照明的内窥式数字散斑干涉面内变形直接测量的方法,避免了离面变形对面内变形测量的影响。通过在相移式数字散斑干涉技术中结合内窥镜进行测量,并且... 针对现阶段数字散斑干涉内窥测量技术只能间接测量物体面内变形的问题,提出了一种双路照明的内窥式数字散斑干涉面内变形直接测量的方法,避免了离面变形对面内变形测量的影响。通过在相移式数字散斑干涉技术中结合内窥镜进行测量,并且使用对称分布的多模光纤形成双光路照明,实现了对空腔、深孔或被遮掩物面内形变的高精度测量。实验实现了入口直径为40 mm的空腔内部面内变形直接测量,当工作距离为20 mm时,测量面积可达到300 mm^2,测量分辨率达到68 nm。 展开更多
关键词 数字干涉 内窥测量 面内变形 对称照明
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数字全息技术及散斑干涉技术在形变测量领域的发展及应用 被引量:16
18
作者 闫浩 隆军 +3 位作者 刘驰越 潘淑媛 左超 蔡萍 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期144-156,共13页
对近年来数字全息及散斑干涉技术在形变与位移测量方面的主要技术发展及应用发展进行综述。由于数字全息测量具有准确性高、无损、全场和动态测量等优点,成为形变和位移测量的重要技术之一。最近几年,数字全息技术在形变测量领域的发展... 对近年来数字全息及散斑干涉技术在形变与位移测量方面的主要技术发展及应用发展进行综述。由于数字全息测量具有准确性高、无损、全场和动态测量等优点,成为形变和位移测量的重要技术之一。最近几年,数字全息技术在形变测量领域的发展主要体现在如下几个方面。首先,数字全息形变测量逐步由原来单一维度的形变测量转向多维度的形变测量。尤其是三维形变的同时测量是近年来本领域的研究重点。其次,形貌形变联合测量的技术受到关注。实际应用中曲面物体常常存在。而曲面物体需要离面与面内形变的分析,这需要获取曲面物体的形貌信息。针对这一需求,学者们针对形貌形变的同时测量方法开展了研究。再次,为了进一步扩大测量视场和深度范围,对基于长波长及远距离的技术进行了探索。与此同时,回顾了数字全息的形变测量技术在应用方面的进展。值得关注的是,在应用方面,数字全息技术从以前工程领域的形变测量向生物医学领域的形变测量发展,测量数据用于生物医学领域疾病分析与研究。 展开更多
关键词 数字全息 干涉 形变测量 位移测量
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基于激光散斑数字图像相关法的热应变测量 被引量:10
19
作者 王俊松 张吴记 +5 位作者 潘志伟 章美娟 汪卫华 杨锦宏 黄生洪 贺胜男 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期171-177,共7页
为了解决常规数字图像相关法应用于高温工况下热应变测量时,人工制作的散斑受高热载荷冲击容易出现变色、熔化、脱落的问题,采用激光散斑作为数字图像相关法特征纹理的方法,计算温度变化前后散斑图像相关性来测量金属热应变,进行了非真... 为了解决常规数字图像相关法应用于高温工况下热应变测量时,人工制作的散斑受高热载荷冲击容易出现变色、熔化、脱落的问题,采用激光散斑作为数字图像相关法特征纹理的方法,计算温度变化前后散斑图像相关性来测量金属热应变,进行了非真空环境下加热试件的实验,以及在管式加热炉中分别对铝试件和钨试件进行人工散斑和激光散斑的真空加热实验对比,取得了相应的散斑图像,并计算出平均应变曲线数据。结果表明,在非真空环境下,由于热流扰动导致激光散斑图像抖动较大,测量出的热应变曲线存在较大的干扰噪声;铝从室温升至450℃和钨从室温升至800℃的热应变与人工散斑结果相对一致;激光散斑数字图像相关法在类似聚变堆偏滤器高真空、高热流条件下,可以有效地测出金属壁面的动态热应变。该研究为聚变堆偏滤器第一壁材料的损伤诊断提供了新思路。 展开更多
关键词 测量与计量 热应变 激光 数字图像相关法 人工
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空间载波数字散斑干涉脉动微变形的全场测量 被引量:1
20
作者 张恒飞 吴思进 +1 位作者 李伟仙 杨连祥 《工具技术》 2018年第8期150-153,共4页
本文运用空间载波数字散斑干涉法测量薄板的离面脉动微变形,实现了对非周期或非规则周期振动的动态定量测量,克服了传统频闪法数字散斑干涉测量对振动频率稳定性的严格要求。理论和试验证明,本方法能够测量微纳米级别的全场脉动变形,最... 本文运用空间载波数字散斑干涉法测量薄板的离面脉动微变形,实现了对非周期或非规则周期振动的动态定量测量,克服了传统频闪法数字散斑干涉测量对振动频率稳定性的严格要求。理论和试验证明,本方法能够测量微纳米级别的全场脉动变形,最大可测脉动频率与相机帧率和变形幅度相关。 展开更多
关键词 数字干涉 空间载波法 振动测量 变形测量
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