[發(fā)明專利]基于時間域相位展開的應(yīng)力分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610674092.0
• 申請日: 2016-08-16
• 公開（公告）號: CN107643135B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王偉中;宋泊锜;江禹安;洪德恒
• 申請（專利權(quán)）人: 王偉中
• 主分類號: G01L1/24
• 分類號: G01L1/24
• 代理公司: 北京林達(dá)劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

一種基于時間域相位展開的應(yīng)力分析方法，適于一計算機裝置執(zhí)行，包含以下步驟：存取一光譜數(shù)據(jù)，該光譜數(shù)據(jù)由一光學(xué)檢測系統(tǒng)通過光彈技術(shù)偵測一待測物件的一干涉條紋圖形所產(chǎn)生，該光譜數(shù)據(jù)包含至少三筆對應(yīng)于相異波長的光強度信息；依據(jù)每一光強度信息計算一相應(yīng)的包裹相位信息；依據(jù)每一包裹相位信息計算一相應(yīng)的包裹應(yīng)力信息，每一包裹應(yīng)力信息正比于其相應(yīng)的包裹相位信息與波長的線性函數(shù)的乘積；依據(jù)包裹應(yīng)力信息之間的相對關(guān)系擇定一計算關(guān)系式；及依據(jù)該計算關(guān)系式計算一相應(yīng)于該待測物件的包裹應(yīng)力信息的應(yīng)力值。本發(fā)明能即時快速量測應(yīng)力，且不受限于波長的選用，具有高自由度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)力分析方法，特別是指一種運用光彈技術(shù)的應(yīng)力分析方法。

背景技術(shù)

光彈法是基于物體的雙折射特性，由物體的干涉條紋圖形對其內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)行檢測分析的光學(xué)方法，具有全場性檢測、高精確性及非破壞性檢測等優(yōu)點。現(xiàn)今已有通過電子取像裝置及影像分析系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)力分析的數(shù)字光彈法，在此種數(shù)字光彈法的檢測過程中，由于電子取像裝置及影像分析系統(tǒng)測得的干涉條紋級次及相位延遲量屬于包裹相位(wrapped phase)，因此需要通過相應(yīng)的相位展開法將包裹相位還原為實際相位值，方能進(jìn)行相應(yīng)的應(yīng)力分析。

一般運用于光彈應(yīng)力分析的相位展開法可分為空間域相位展開法(Spatialphase unwrapping theory，SPUT)及時間域相位展開法(Temporal phase unwrappingtheory，TPUT)，在時間域相位展開法中包含通過π模數(shù)(moduloπ)或2π模數(shù)(modulo 2π)的相位所進(jìn)行的演算技術(shù)。在π模數(shù)相關(guān)的時間域相位展開法中，目前已有將π模數(shù)的包裹相位展開為2π模數(shù)的包裹相位再進(jìn)行相關(guān)應(yīng)力演算的技術(shù)，此外也有通過迭代猜值法進(jìn)行應(yīng)力分析的技術(shù)。然而，在此等演算法的分析計算過程中，計算機需要執(zhí)行較多的分析計算流程，例如不能直接以π模數(shù)的包裹相位進(jìn)行應(yīng)力分析而需額外將π模數(shù)的包裹相位展開為2π模數(shù)的包裹相位以進(jìn)行后續(xù)的演算分析，或是在迭代猜值法中需將檢測數(shù)據(jù)通過迭代猜值法與數(shù)據(jù)庫中的眾多預(yù)建數(shù)據(jù)逐一進(jìn)行比對，如此一來諸多冗長的計算流程會導(dǎo)致計算機的演算效率低落。此外，上述分析技術(shù)對光譜數(shù)據(jù)的波長選用存在一定的限制條件，例如通過三波長法進(jìn)行相位展開時，其三個波長λ1、λ2、λ3的選用必須符合以下條件，如此會導(dǎo)致眾多使用上的限制，該條件為：

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡潔而具有良好演算效率的演算步驟，且不限定待分析物理量的波長選用的應(yīng)力分析方法。

本發(fā)明應(yīng)力分析方法，適于一計算機裝置執(zhí)行，該計算機裝置包含一處理單元及一儲存單元，該應(yīng)力分析方法包含以下步驟：步驟(A)該處理單元自該儲存單元存取一光譜數(shù)據(jù)，該光譜數(shù)據(jù)由一光學(xué)檢測系統(tǒng)通過光彈技術(shù)偵測一待測物件的一干涉條紋圖形所產(chǎn)生，該光譜數(shù)據(jù)包含至少三筆對應(yīng)于相異波長的光強度信息；步驟(B)該處理單元依據(jù)每一光強度信息計算一相應(yīng)的包裹相位信息；步驟(C)該處理單元依據(jù)每一包裹相位信息計算一相應(yīng)的包裹應(yīng)力信息，每一包裹應(yīng)力信息正比于其相應(yīng)的該包裹相位信息與該波長的線性函數(shù)的乘積；步驟(D)該處理單元依據(jù)所述包裹應(yīng)力信息之間的相對關(guān)系擇定一計算關(guān)系式；及步驟(E)該處理單元依據(jù)該計算關(guān)系式計算一相應(yīng)于所述包裹應(yīng)力信息的應(yīng)力值。

本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明的應(yīng)力分析方法使用π模數(shù)的相位展開法，將包裹應(yīng)力信息之間的相對關(guān)系歸納出有限且少量的判斷條件及計算關(guān)系式，因此計算機裝置讀入待測物件的光譜數(shù)據(jù)后，可依據(jù)各項判斷條件迅速擇定計算關(guān)系式，并依據(jù)計算關(guān)系式分析出待測物件的應(yīng)力值，且于分析時不須限制波長的選用。因此，本發(fā)明提出的應(yīng)力分析方法能實現(xiàn)即時快速量測應(yīng)力的相關(guān)應(yīng)用，且在光學(xué)檢測系統(tǒng)的架設(shè)及計算機裝置后續(xù)分析時不受限于波長選用而具有高自由度的應(yīng)用范疇。

附圖說明

圖1是一系統(tǒng)示意圖，說明一光學(xué)檢測系統(tǒng)的實施態(tài)樣；

圖2是一系統(tǒng)示意圖，說明一計算機裝置的實施態(tài)樣；