散斑干涉技术实验研究及无损检测方面的应用

论文摘要

散斑测试技术是一种全场、高灵敏度、非接触的测量位移和应变的光测力学方法,主要包含电子散斑干涉技术、数字散斑相关技术和时间序列散斑检测技术等,近年来得到了广泛的发展,其应用领域在不断扩展。本文基于前人的研究成果在面内位移测试、错位散斑无损检测和小波分析去噪三方面进行了实验研究。首先,应用电子散斑干涉进行面内位移测量的实验研究。基于四步相移的相移技术,对铝板在微小转动时的面内位移进行了测量,还对大理石三点弯曲时表面的面内位移进行了测量,并与有限元模拟的结果进行了比较,得到了满意结果,这为石材的力学性能研究提供了一种新的研究思路和方法。其次,进行了错位散斑方面的实验研究。得到铝盘微小变形时错位散斑条纹的变化情况;对木板表面缺陷进行错位散斑干涉实验得出了错位量变化对错位散斑干涉具有一定影响;同时又利用错位散斑干涉对木板隐蔽缺陷进行检测,旨在将错位散斑的无损检测方法应用于木材缺陷的检测中,并且在实验中加入相移技术得到了更为理想的结果。最后,用小波分析方法对散斑实验得出的图像进行去噪处理。用不同小波函数和不同参数对图像进行去噪处理;对错位散斑相移图进行小波分析去噪处理,将得到的位相图和未经去噪处理得到的位相图进行比较,发现小波处理的结果是比较满意的,可以将小波分析的方法应用于散斑干涉技术中。经过本文的实验研究表明,散斑干涉技术可以应用到石材的力学性能测试中,还可以应用于木材的无损检测中,而且在散斑干涉技术中用小波分析方法进行图像去噪处理可得到更满意的结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 目的和意义
• 1.2 国内外发展、研究状况
• 1.2.1 散斑干涉术的发展
• 1.2.2 散斑干涉术的应用
• 1.3 论文主要工作
• 第2章 散斑干涉原理
• 2.1 散斑及电子散斑
• 2.1.1 散斑形成
• 2.1.2 电子散斑
• 2.2 散斑干涉术及电子散斑干涉
• 2.2.1 实验设备及光路
• 2.2.2 基本原理
• 2.3 错位电子散斑干涉及其无损检测原理
• 2.3.1 基本原理
• 2.3.2 错位散斑的无损检测
• 2.4 数字散斑相关技术
• 2.5 时间序列散斑干涉
• 2.6 本章小结
• 第3章 面内位移测量
• 3.1 引言
• 3.2 相移技术
• 3.2.1 相移技术在散斑中的应用
• 3.2.2 相移技术的实现
• 3.2.3 时间相移技术
• 3.2.4 PZT移相器
• 3.3 铝圆盘微小转动测量
• 3.3.1 光路图
• 3.3.2 实验及结果
• 3.4 大理石三点弯曲测量
• 3.4.1 大理石背景
• 3.4.2 试件加工及性能测试
• 3.4.3 ESPI大理石三点弯曲试验
• 3.4.4 三点弯曲有限元模拟
• 3.4.5 结果比较、分析
• 3.5 本章小结
• 第4章 错位散斑实验研究
• 4.1 引言
• 4.2 沃拉斯顿棱镜
• 4.2.1 沃拉斯顿棱镜原理
• 4.2.2 平移棱镜相移法原理
• 4.3 错位散斑实验及其相移法应用
• 4.3.1 普通变形时错位散斑条纹变化
• 4.3.2 错位散斑相移
• 4.4 错位散斑对木材无损检测的实验研究
• 4.4.1 实验仪器及试件制备
• 4.4.2 表面缺陷的错位散斑干涉实验
• 4.4.3 错位量对测量的影响
• 4.4.4 隐蔽缺陷检测的实验研究
• 4.5 本章小结
• 第5章 图像处理
• 5.1 引言
• 5.2 小波分析及其滤波原理
• 5.2.1 小波分析
• 5.2.2 图像消噪
• 5.3 小波分析对电子散斑图像去噪
• 5.3.1 散斑图像的Daubechiec小波分析去噪
• 5.3.2 不同小波函数去噪
• 5.3.3 相移图像小波去噪效果
• 5.3.4 图像分析
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢