【摘 要】
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数字剪切散斑干涉技术（DSSPI）的关键在于相移技术的引入,可直接检测到剪切方向上的形变或位移导数,普遍应用在航天航空、汽车行业、机械制造等行业部件材料-复合材料的无损检测,然而复合材料的内部可能会存在各种不同类型的缺陷,甚至会严重影响到产品的使用寿命,更甚者会造成人员、财产的损失等。虽然目前有很多种检测复合材料缺陷的方式,但是对于不同类型的缺陷同时检测或者某些特殊的材料（镜面或者光滑表面的被测物
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数字剪切散斑干涉技术（DSSPI）的关键在于相移技术的引入,可直接检测到剪切方向上的形变或位移导数,普遍应用在航天航空、汽车行业、机械制造等行业部件材料-复合材料的无损检测,然而复合材料的内部可能会存在各种不同类型的缺陷,甚至会严重影响到产品的使用寿命,更甚者会造成人员、财产的损失等。虽然目前有很多种检测复合材料缺陷的方式,但是对于不同类型的缺陷同时检测或者某些特殊的材料（镜面或者光滑表面的被测物体）的检测仍存在许多不足。针对这些特殊问题,本文提出了高精度、高灵敏度的全场性散斑剪切干涉的光学非接触的无损检测方法,并且建立了稳定性较好的同轴笼式测量系统,来达到对缺陷进行实时、动态的测量。本文的研究工作内容主要包含以下几点:1.对剪切散斑干涉测量原理、时间相移干涉法和空间相移干涉法的基本原理等进行了阐述,探究了空间相移干涉法中各个参数对试验会造成的影响,并提出了相应的改善方式。2.针对单载频方式可能会对某种特定方向的缺陷出现漏检,详细的描述了双方向双载频的剪切散斑干涉原理。将独立的光学元器件搭建成同轴笼式结构系统,对被测物进行了双方向的验证性实验。并且还搭建了一套可以得到高质量图像的时间相移干涉法和进行实时动态测量的空间载波干涉法并有的基于4f的单剪切测试系统。3.针对条纹图存在干扰噪点,导致后期进行相位解包与图像反演的结果会存在很大的误差等,研究了正余弦滤波、基于小波包变换的快速非局部均值滤波等去噪滤波,然后进行解包并且进行了算法验证。4.针对该系统无法直接测量镜面或者光滑表面的被测物,采用了二次散射成像的方法,实现了利用双方向双载波系统通过热加载的方式对镜面或者光滑表面的被测物进行了检测,可以得到比较明显的缺陷条纹图。通过热加载或者真空加载的方式,来实现对复合材料缺陷的测量,同时对某一种复合材料热加载后进行了剪切方向分别为x,y方向的检测,可以明显观察到缺陷在两个剪切方向的动态变化过程,并且对滤波后的干涉条纹图做色彩处理后,可以更加明显观察到缺陷的动态变化。其测量灵敏度可达到30nm,可测的最小缺陷尺寸为Φ5mm,测量视场可达到1000mm×1000mm。
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