[發(fā)明專利]高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010415402.3
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111578856B
• 公開（公告）日: 2020-12-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉斌
• 申請（專利權(quán)）人: 上海工程技術(shù)大學(xué)
• 主分類號: G01B11/16
• 分類號: G01B11/16
• 代理公司: 北京云嘉湃富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11678
• 代理人: 程凌軍

1.一種高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其特征在于包括：

邁克爾遜干涉儀，其包括相移鏡和高速相機(jī)；

壓電陶瓷，用于前后移動所述相移鏡；

驅(qū)動器，用于驅(qū)動所述壓電陶瓷；

控制器，分別與所述驅(qū)動器和高速相機(jī)連接，用于發(fā)出同步的第一信號和第二信號，所述第一信號用于控制所述高速相機(jī)采圖，所述第二信號為正弦電壓信號且用于驅(qū)動所述壓電陶瓷；其中，所述高速相機(jī)以周期t在所述正弦電壓信號上升段的中間4t時間內(nèi)等時間間隔采集A、B、C和D四個時刻的四幅散斑干涉圖像，獲得對應(yīng)的光強(qiáng)分布I_A、I_B、I_C、I_D，通過調(diào)制所述正弦電壓信號的峰值使得在所述4t時間內(nèi)所述相移鏡的位移為3λ/8，使得干涉光路中的一束光產(chǎn)生給定的光程差，λ為干涉光的波長；以及

處理器，用于將所述I_A、I_B、I_C、I_D進(jìn)行n等分，等分的子圖像保留部分重合區(qū)域，對n等分的子圖像多線程并行計(jì)算獲得n個子相位圖，拼接n個子相位圖，獲得表征被測物體離面位移或離面位移導(dǎo)數(shù)的實(shí)時相位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其特征在于還包括顯示單元，用于實(shí)時顯示被測物體的相位值，所述4t小于空氣擾動或環(huán)境振動的周期T。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其特征在于所述4t小于T/4、T/8、T/10、T/20或T/30。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其特征在于所述I_A、I_B、I_C、I_D用于相位計(jì)算，且兩兩之間的相位差為π/2，表示如下：

其中，I₀為散斑圖背景光強(qiáng)，μ為調(diào)制光強(qiáng)的振幅，散斑圖的隨機(jī)相位值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其特征在于所述四幅散斑圖像包括高速相機(jī)采集的兩組或多組所述四幅散斑圖像，所述兩組或多組所述四幅散斑圖像形成序列{[I_A0，I_B0，I_C0，I_D0]；[I_A1，I_B1，I_C1，I_D1]…[I_Ai，I_Bi，I_Ci，I_Di]}，i為自然數(shù)；

第一組四幅散斑圖像的[I_A0，I_B0，I_C0，I_D0]用于計(jì)算出被測物體的初始隨機(jī)相位第i組四幅散斑圖像的[I_Ai，I_Bi，I_Ci，I_Di]用于計(jì)算出對應(yīng)被測物體變形的相位i為自然數(shù)，

所述處理器用于對和進(jìn)行均值濾波消除噪聲，分別得到和即可得到被測物體各個時刻因變形引起的相位差顯示單元還用于實(shí)時顯示所述相位差。

6.一種實(shí)時離面位移測量系統(tǒng)，包括權(quán)利要求5所述的高抗振性電子散斑干涉實(shí)時相位測量系統(tǒng)，其中，所述處理器用于計(jì)算被測物體的離面位移

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的實(shí)時離面位移測量系統(tǒng)，其特征在于所述處理器用于計(jì)算離面位移導(dǎo)數(shù)其中δ為剪切量數(shù)值。