多功能数字散斑干涉无损检测技术及应用研究

【摘要】：本文在电子散斑干涉技术（ESPI）的基础上，研制出多功能数字散斑干涉（DSPI）测量系统，该系统具有实时采集、实时相减、实时时间差、可调实时时间差、两次曝光和峰值叠加等多种测量方式，可用于测量离面位移、面内位移、位移导数、物面形状和实时在线快速无损检测。 作者提出并研究了峰值叠加的数字错位散斑干涉（DSSPI）快速无损检测新技术及其基本原理，该技术通过迅速获得显示被测试件缺陷大小、形状和位置的DSSPI条纹图（白色区域表示缺陷）来对其的质量做出快速评估；同时作者对实时时间差技术进行了改进，提高了对时间间隔控制精度和调整的可操作性，该技术可用于热变形、长时间变形和准动态问题的测量及无损检测。 作者首次提出了基于共振原理的计算机控制宽音频扫描激振加载新方法，并建立了计算机控制的宽音频扫描激振加载DSSPI无损检测系统。系统中使用了作者研制开发的压控式宽音频信号发生器，该设备在计算机控制下，既可以输出单一频率正弦波、三角波、方波等信号，又可以实现扫频信号输出，因此该设备在工程中也具有极大的实用价值。 本文建立了数字散斑图像综合滤波处理系统，对DSPI/DSSPI相关条纹图进行综合滤波处理，有效的去除了散斑噪声；作者提出的实时调控对比度增强技术可通过实时调整变换参数有效地使低反差的图像得到实时增强。 本文对DSSPI无损检测的定量评价进行了研究，提出了错位量对定量计算的影响，并给出了一种有效的修正方法。基于该方法应用图像处理技术对物体缺陷面积大小、位置及最大尺寸进行了初步的定量计算，大大降低了计算误差。 本文用C++ Builder可视化编程开发软件编制集图像采集与图像处理、条纹分析与计算于一体的数字散斑无损检测应用软件，并利用多线程技术实现了图像采集和音频自动化加载的同步进行。该软件具有Windows的友好用户界面，操作简单，功能齐全。 利用本文研究的多功能数字错位散斑无损检测技术，对工程常用的复合材料进行了无损检测的验证性实验研究，结果显示，该方法能够快速准确的评估各种复合材料粘接结构的粘接质量。