專利名稱：環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光電子儀器，特別涉及一種環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x。
背景技術(shù)：
數(shù)字散斑相關(guān)法(Digital Speckle Correlation Method，DSCM)是上世紀(jì)80年代由日本的I.Yamaguchi和美國(guó)的W.H.Peter等人提出的，是一種用于面內(nèi)位移或變形測(cè)量的非接觸計(jì)算機(jī)輔助光學(xué)測(cè)量方法。此方法數(shù)據(jù)采集方式簡(jiǎn)單，處理自動(dòng)化程度高，精度高，靈敏度好，對(duì)實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求低，只要白光照明(也可采用激光)，不需要嚴(yán)格的激光干涉光路，宏觀可以實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離檢測(cè)，微觀可以實(shí)現(xiàn)細(xì)微位移測(cè)量和形貌測(cè)量等。結(jié)果一般為位移方向及大小、應(yīng)變等。局限性是一般只能得到面內(nèi)位移的分布情況，也需要適當(dāng)?shù)母粽裣到y(tǒng)，如防振臺(tái)(尤其是微觀測(cè)量)。如果散斑質(zhì)量好，該方法是一種比較理想的面內(nèi)位移測(cè)量方法。
只要取得被測(cè)物變形前后的圖像，如果這兩幅圖像是相關(guān)的，環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)算法可以提取出這兩幅圖像所包含的位移信息。這要求計(jì)算機(jī)有較強(qiáng)的計(jì)算能力和大容量的硬盤。
國(guó)內(nèi)外均有類似的環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，但儀器的照明系統(tǒng)或采用同軸光纖，或采用對(duì)稱光(通常為兩束)。結(jié)構(gòu)復(fù)雜，光源很難調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的，在于解決現(xiàn)有技術(shù)數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x存在的上述問(wèn)題，提供一種可以直接、同時(shí)獲得純粹的U、V場(chǎng)的干涉條紋，并加上空間相移功能，可以實(shí)現(xiàn)條紋的數(shù)字化的環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，包括底座、試件臺(tái)、支架、夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)形光源、物鏡、變焦機(jī)構(gòu)、目鏡和CCD電耦合元件；所述的試件臺(tái)設(shè)置在底座上，所述的支架固定在底座的一端，所述的夾持機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接在支架上，所述的環(huán)形光源、物鏡、變焦機(jī)構(gòu)、目鏡和CCD電耦合元件順序連成一體被夾持機(jī)構(gòu)所夾持；所述的環(huán)形光源由多個(gè)發(fā)光二極管燈珠均勻安裝在環(huán)形燈板上形成，各發(fā)光二極管燈珠的出射光都射向環(huán)形燈板的中軸線中心區(qū)域。
所述的底座包括一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和可被該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)作平行移動(dòng)的平臺(tái)，所述的試件臺(tái)設(shè)置在底座的平臺(tái)上。
所述的試件臺(tái)設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可作上下微動(dòng)。
所述的支架上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)作上下移動(dòng)。
本實(shí)用新型環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x由于采用了以上術(shù)案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)1、由于采用冷光LED組合成環(huán)形光源照明，具有體積小巧、光場(chǎng)均勻、強(qiáng)度可調(diào)節(jié)、正方向照明無(wú)陰影的特點(diǎn)；使整臺(tái)儀器結(jié)構(gòu)更為緊湊，便于攜帶適用于現(xiàn)場(chǎng)。
2、具有非接觸、高靈敏度、不用暗房和顯定影濕處理，可直接用于現(xiàn)場(chǎng)，便于后處理。
3、用環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)的方法獲得U和V場(chǎng)的數(shù)值信息，測(cè)量?jī)x中采用數(shù)字式CCD，其工作穩(wěn)定，信噪比高。直接且同時(shí)獲取數(shù)字化的U場(chǎng)和V場(chǎng)變形信息中包括位移和應(yīng)變數(shù)值量。
4、可以解決工程中的微觀靜態(tài)、形貌等問(wèn)題，如電子封裝件焊點(diǎn)檢測(cè)、熱場(chǎng)下的變形等，具有廣闊的應(yīng)用前景；5、提供了一種可以直接且同時(shí)獲得U、V場(chǎng)變形位移及應(yīng)變信息的數(shù)值結(jié)果；6、解決了獲得U場(chǎng)和V場(chǎng)中光照不均勻的問(wèn)題，所用軟件可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集、計(jì)算及圖像后處理；7、可以用于教學(xué)，使光測(cè)實(shí)驗(yàn)力學(xué)和物理光學(xué)專業(yè)的學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)在電子干涉中的作用有深入的認(rèn)識(shí)，并可以作為碩士和博士研究生從事相關(guān)研究的有力工具。
8、為FEM(有限元)計(jì)算的邊界條件獲得提供了一種有效方法。


圖1為本實(shí)用新型環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中的環(huán)形光源的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，配合參見(jiàn)圖2。本實(shí)用新型環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，包括底座1、試件臺(tái)2、支架3、夾持機(jī)構(gòu)4、環(huán)形光源5、物鏡6、變焦機(jī)構(gòu)7、目鏡8和CCD電耦合元件9。底座1包括一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和可被該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)作平行移動(dòng)的平臺(tái)。試件臺(tái)2設(shè)置在底座的平臺(tái)上，在試件臺(tái)2中設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)該試件臺(tái)作上下微動(dòng)。支架3固定在底座的一端，在支架3上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)4作上下移動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)被其夾持的成像機(jī)構(gòu)主體作上下移動(dòng)，以改變成像物距。夾持機(jī)構(gòu)4活動(dòng)連接在支架上。環(huán)形光源5、物鏡6、變焦機(jī)構(gòu)7、目鏡8和CCD電耦合元件9順序連成一體組成成像機(jī)構(gòu)主體并被夾持機(jī)構(gòu)所夾持。環(huán)形光源5由多個(gè)發(fā)光二極管燈珠51均勻安裝在環(huán)形燈板52上形成，各發(fā)光二極管燈珠的出射光都射向環(huán)形燈板的中軸線中心區(qū)域。
權(quán)利要求1.一種環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，其特征在于包括底座、試件臺(tái)、支架、夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)形光源、物鏡、變焦機(jī)構(gòu)、目鏡和CCD電耦合元件；所述的試件臺(tái)設(shè)置在底座上，所述的支架固定在底座的一端，所述的夾持機(jī)構(gòu)活動(dòng)連接在支架上，所述的環(huán)形光源、物鏡、變焦機(jī)構(gòu)、目鏡和CCD電耦合元件順序連成一體被夾持機(jī)構(gòu)所夾持；所述的環(huán)形光源由多個(gè)發(fā)光二極管燈珠均勻安裝在環(huán)形燈板上形成，各發(fā)光二極管燈珠的出射光都射向環(huán)形燈板的中軸線中心區(qū)域。
2.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的底座包括一調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和可被該調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)作平行移動(dòng)的平臺(tái)，所述的試件臺(tái)設(shè)置在底座的平臺(tái)上。
3.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的試件臺(tái)設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可作上下微動(dòng)。
4.如權(quán)利要求1所述的環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，其特征在于所述的支架上設(shè)有調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)可調(diào)節(jié)夾持機(jī)構(gòu)作上下移動(dòng)。
專利摘要一種環(huán)形照明的數(shù)字相關(guān)位移測(cè)量?jī)x，包括底座、試件臺(tái)、支架、夾持機(jī)構(gòu)、環(huán)形光源、物鏡、變焦機(jī)構(gòu)、目鏡和CCD電耦合元件。其中的環(huán)形光源由多個(gè)發(fā)光二極管燈珠均勻安裝在環(huán)形燈板上形成，各發(fā)光二極管燈珠的出射光都射向環(huán)形燈板的中軸線中心區(qū)域。本實(shí)用新型具有體積小巧、光場(chǎng)均勻、強(qiáng)度可調(diào)節(jié)、正方向照明無(wú)陰影的特點(diǎn)；整臺(tái)儀器結(jié)構(gòu)緊湊，便于攜帶適用于現(xiàn)場(chǎng)。可以直接且同時(shí)獲得U、V場(chǎng)變形位移及應(yīng)變信息的數(shù)值結(jié)果，可以解決工程中的微觀靜態(tài)、形貌等問(wèn)題，具有廣闊的應(yīng)用前景。
文檔編號(hào)G01B11/02GK2791599SQ20052004081
公開(kāi)日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年4月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月13日
發(fā)明者張熹, 陸鵬, 吳君毅, 夏遠(yuǎn)富, 姜錦虎 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所