电子散斑技术在轮胎检测中的应用研究

论文摘要

散斑计量技术具有非接触、响应快、环境要求宽松等优点,成为了光学计量的一个重要分支。激光技术、图像处理技术、计算机技术促进了散斑计量技术的发展。散斑技术可以分为:散斑照相、散斑干涉和散斑剪切三大技术,主要用于测量物体振动、面内位移、离面位移及其导数。本文从以下方面对散斑计量进行研究:分析了国内外散斑计量领域的发展与各种仪器的发展、论证了散斑的统计特性,分析了散斑的统计光强的自相关函数并得出了散斑颗粒的统计性质。接着阐述了散斑干涉的基本原理,并用于面内位移和离面位移的测量。针对散斑照相与散斑相关并进行了实验、将剪切散斑干涉应用于橡胶材料的检测。本文设计了一种用于现场检测的轮胎气泡缺陷散斑剪切干涉仪,设计了机械安装方式,针对轮胎材料采用热加载的方式,在实验室进行了实际测量并得到条纹图。介绍了散斑图像的数字图像处理并进行了条纹图的预处理。针对所取得的实验图像,展望了下一步工作,将进一步模拟现场检测时的环境,例如振动,噪音等。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 国内外有关散斑计量的发展
• 1.1.1 散斑计量的介绍
• 1.1.2 国内外散斑计量仪器化发展
• 1.2 国内外轮胎散斑检测的发展
• 1.3 本文主要研究工作
• 第二章 散斑统计光学分析
• 2.1 散斑复振幅统计分析
• 2.1.1 正态散斑复振幅的圆对称性
• 2.1.2 正态散斑复振幅实部与虚部的联合概率密度
• 2.1.3 正态散斑复振幅分布的平稳性
• 2.2 正态散斑光强的统计性质
• 2.2.1 正态散斑光强的n阶矩
• 2.2.2 正态散斑光强的特特征函数
• 2.2.3 正态散斑光强的平稳性
• 2.3 正态散斑光的特征尺寸与条纹衬度
• 2.3.1 正态散斑光强的平稳性
• 2.3.2 正态散斑颗粒的特征尺寸
• 2.4 本章小结
• 第三章 电子散斑干涉测量与散斑照相实验与研究
• 3.1 散斑照相用于橡胶材料面内位移测量
• 3.1.1 散斑照相基本理论
• 3.1.2 电子散斑照相方法
• 3.1.3 实验结果分析
• 3.2 散斑干涉法测量橡胶离面位移
• 3.2.1 双光束散斑干涉法原理
• 3.2.2 双光束散斑干涉法实验研究
• 3.3 本章小结
• 第四章 散斑剪切干涉测量测量橡胶材料变形实验与研究
• 4.1 分光棱镜用于散斑剪切测量
• 4.1.1 基本原理分析
• 4.1.2 实验结果
• 4.2 光楔镜用于散斑剪切测量
• 4.2.1 基本原理分析
• 4.2.2 实验结果
• 4.3 渥拉斯顿棱镜用于散斑剪切测量
• 4.3.1 基本原理分析
• 4.3.2 实验结果
• 4.4 光栅用于散斑剪切测量
• 4.4.1 基本原理分析
• 4.4.2 实验结果分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 用于轮胎缺检测的散斑剪切干涉仪设计与实验
• 5.1 实用化光路设计
• 5.1.1 光路结构
• 5.1.2 CCD与采集系统
• 5.1.3 光学元件的选择
• 5.2 机械安装与工作方式
• 5.2.1 测量工作过方式
• 5.2.2 探头安装部件
• 5.3 实测轮胎
• 5.3.1 实测光路
• 5.3.2 采集过程
• 5.4 条纹图像处理
• 5.4.1 散斑条纹图的特征
• 5.4.2 散斑条纹图的增强
• 5.4.3 散斑条纹图的扩散滤波和边缘提取
• 5.5 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 完成的工作
• 6.2 工作展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢