【正文】 度與由于溫度而引起的位移或形變本身存在著一個(gè)定量關(guān)系，因此運(yùn)用相關(guān)的熱力學(xué)及材料學(xué)知識(shí)就可以建立起物體應(yīng)變與溫度的關(guān)系模型。當(dāng)用激光照明時(shí)，光學(xué)系統(tǒng)形成被照明表面的像，并且像與物的強(qiáng)度有類似的隨機(jī)分布，這就被稱為“主觀散斑”；當(dāng)用激光照明粗糙表面時(shí)，其散射光的強(qiáng)度隨位置的不同而隨機(jī)變化，這就被稱為“客觀散斑”。物體變形前像面上任一點(diǎn)的光強(qiáng)可表示為： （）式中，IA和IB分別為物光和參考光強(qiáng)度，是一個(gè)隨機(jī)散斑位相。 離面位移測(cè)量原理激光被準(zhǔn)直擴(kuò)束系統(tǒng)擴(kuò)束后照射到分束器上，被分束器分為物光束和參考光束。 熱力學(xué)平衡態(tài)描述由熱力學(xué)第零定律知道，溫度是熱平衡狀態(tài)下熱力學(xué)系統(tǒng)存在的一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，要討論溫度與其他狀態(tài)量的關(guān)系，必須以熱平衡狀態(tài)作為前提，下面我們先介紹一下熱力學(xué)平衡態(tài)的概念：在熱力學(xué)中，我們將與外界既沒(méi)有能量交換也沒(méi)有物質(zhì)交換的系統(tǒng)稱為孤立系統(tǒng)；與外界有能量交換但沒(méi)有物質(zhì)交換的系統(tǒng)稱為封閉系統(tǒng)。本系統(tǒng)模型的建立選用金屬固體作為測(cè)試試件，通過(guò)加熱使金屬發(fā)生微小形變[27]，這一研究過(guò)程不涉及電磁性質(zhì)也不考慮與化學(xué)成分有關(guān)的性質(zhì)，所以就不必引入電磁參量和化學(xué)參量。為了簡(jiǎn)化研究，對(duì)于彈性體，有以下假設(shè)[28,29]：1） 彈性體材料均勻、連續(xù)；2） 彈性體各個(gè)方向上的力學(xué)性質(zhì)相同；3） 彈性體幾何大小的變化及形狀的改變量與其總尺寸相比很小。根據(jù)彈性理論我們可以知道，關(guān)于應(yīng)變和應(yīng)力之間的關(guān)系由大量的實(shí)驗(yàn)證明，在伸長(zhǎng)縮小足夠小的情況下，力與伸長(zhǎng)成正比，即 （）但是物體形變不僅取決于外力，也取決與物體本身的長(zhǎng)度，為了更好的描述材料本身特性，我們這里采用相對(duì)伸長(zhǎng)——應(yīng)變來(lái)描述，上式改寫(xiě)為 （）當(dāng)物體發(fā)生應(yīng)變時(shí)，在形變的任意橫截面處都存在一對(duì)應(yīng)力，于是有下面的關(guān)系式： （）以上比例關(guān)系寫(xiě)成等式即為： （）其中比例系數(shù)稱為材料的彈性模量，它決定于材料自身的性質(zhì)。 散斑干涉系統(tǒng)紅外熱像儀試 件加熱裝置 實(shí)驗(yàn)總體思路框圖 實(shí)驗(yàn)裝置介紹與選擇 本系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置主要包括測(cè)試試件、熱源、HeNe激光器、擴(kuò)束鏡、分束鏡、反射鏡、CCD相攝機(jī)、圖像采集卡、計(jì)算機(jī)（內(nèi)裝圖像處理軟件）以及紅外熱像儀。放電管長(zhǎng)數(shù)十厘米的HeNe激光器輸出功率為毫瓦量級(jí)，放電管長(zhǎng)1m~2m的激光器其輸出功率可達(dá)幾十毫瓦。介于其結(jié)構(gòu)的特殊性，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，半透半反鏡可能會(huì)沾上外界的灰塵，為了使實(shí)驗(yàn)效果更好，通常情況下我們需要擦干凈分束鏡。視頻信號(hào)中的每一個(gè)離散的電壓信號(hào)的大小對(duì)應(yīng)于該光敏像元上圖像的光強(qiáng)，信號(hào)輸出的時(shí)序?qū)?yīng)于該光敏像元在CCD上的空間位置，從而CCD用自身電子掃描方式完成信息從空間域到時(shí)間域的變換。數(shù)字化后的圖像信號(hào)經(jīng)各種圖像處理、如比例縮放、裁剪、位屏蔽后，利用PCI總線，傳到VGA卡顯示或計(jì)算機(jī)內(nèi)存中存儲(chǔ)。下面我們分別介紹這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的具體過(guò)程。調(diào)節(jié)CCD接收表面與透鏡的距離，使屏幕上得到最清晰、最完整的散斑圖像。故從實(shí)驗(yàn)裝置和步驟上，本實(shí)驗(yàn)與前一個(gè)實(shí)驗(yàn)比較類似,下面具體介紹實(shí)驗(yàn)步驟：，其余裝置保持不變。接下來(lái)詳細(xì)介紹了實(shí)驗(yàn)過(guò)程中所用到器件的相關(guān)知識(shí)以及選取理由，為接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程打下基礎(chǔ)；接著給出了實(shí)驗(yàn)光路圖，確立了整個(gè)實(shí)驗(yàn)要分兩步走的思路。 銅膨脹系數(shù)的處理由熱力學(xué)知識(shí)可知，金屬銅的膨脹系數(shù)是溫度的函數(shù)，與壓強(qiáng)無(wú)關(guān)。39。5 總結(jié)與展望 全文總結(jié)隨著科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，溫度成為與許多行業(yè)密切相關(guān)的一個(gè)物理量，因此溫度測(cè)試技術(shù)逐漸成為國(guó)內(nèi)外研究的熱門(mén)課題。 展望由于時(shí)間倉(cāng)促，加上實(shí)驗(yàn)室條件限制，本文只是初步對(duì)此進(jìn)行了研究，要達(dá)到精確測(cè)量必須克服很多數(shù)據(jù)采集技術(shù)問(wèn)題。更深深感謝我的父母長(zhǎng)輩，是他們的關(guān)懷和支持一直鼓勵(lì)和引導(dǎo)我不斷成長(zhǎng)和進(jìn)步。參考文獻(xiàn)[1] [J]. 基礎(chǔ)自動(dòng)化1997,(1):1~6. [2] [M].貴州:貴州教育出版社，1993[3] 黃素逸,[M].武漢:華中理工大學(xué)出版社，1985[4] [M]. 北京：中航工業(yè)北京長(zhǎng)城計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究所，2009[5] 倪震楚. 現(xiàn)代溫度測(cè)量技術(shù)綜述[J]. 消防理論研究. 2003, 22 (4) : 270~272.[6] Gabon D. A New Microscopic Principle [J].Nature，1948，161:777~778.[7] Rigden, J. Gordon, ,1962, Proc. Inst. Radio , 2367.[8] M. V. Rao, R. Samuel strain analysis in A. Ananthan, Application of ESPImethod for strain analysis in thin wall cylinder [J].Optics and Lasers in Engineering, 2003, 40:563~571.[9] Leendertz J Displacement Measurement on Scattering Surfaces Utilizing Speckle Effect [J].J Phys E SciInstrument,1970,3 (3) :214~218.[10] Butters J N , Leendertz J A. Speckle pattern and holographic techniques in engineering metrology[J] .Opt Laser ,3(26).[11] Makovski A. Time lapse inteferometry and confouring using television system[C]./Appl. Opt. 1971,10(12):2722~2730.[12] , and . Electronic speckle pattern interferometry using digital image procesing technique[C]. . 1980 19(11):1879~1883[13] 秦玉文，戴嘉彬，[J].,11(4):410~416[14] 張東升,[J].,17(2):100~104[15] 張東升，劉景偉，[J].,10(4):356~365[16] [D].:天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，2004[17] 黃素逸,關(guān)于用激光全息干涉法測(cè)量溫度場(chǎng)的若干問(wèn)題[J].華中理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006,15(8):22[18] 陳熙謀，光學(xué)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2011:207[19] [M].北京:中國(guó)計(jì)量出版社，1995:212~240[20] [M].北京:兵器工業(yè)出版社，1992:258~261[21] SongYaozu,WuYing. Investigation of speckle displacement effects on speckle interferometry[J]. , 1860:381~389[22] 陳華平，散斑干涉技術(shù)及其圖像處理系統(tǒng)的研究[D].:廣東工業(yè)大學(xué)，2004[23] 于妍妍，盧榮勝，數(shù)字散斑干涉法測(cè)量金屬熱變形[D].:合肥工業(yè)大學(xué)，2009[24] 張霖，徐平，[J].,18 (5) :24~26[25] 劉喆，王文生，數(shù)字散斑干涉術(shù)測(cè)量物面位移[D].：長(zhǎng)春理工大學(xué)，2009[26] [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，~78[27] [D].碩士學(xué)位論文. 安徽：合肥工業(yè)大學(xué)，2008[28] [M].北京：高等教育出版社，~17[29] [D].：合肥工業(yè)大學(xué)，2008[30] 伏思華，于起峰. 數(shù)字散斑條紋圖的濾波方法[J].應(yīng)用光學(xué)，2005, 26 (4):5~8　致謝為期一個(gè)學(xué)期的畢業(yè)論文接近尾聲，首先要感謝我的指導(dǎo)老師王老師。對(duì)此，本文主要進(jìn)行了以下研究工作：（1）在全面了解了數(shù)字散斑干涉技術(shù)的特點(diǎn)后，提出了利用該技術(shù)進(jìn)行溫度測(cè)試的研究命題，這是一種新的嘗試，是理論上的創(chuàng)新。39。對(duì)于它的處理，我們可以采用數(shù)值擬合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，得到與的函數(shù)關(guān)系。4 實(shí)驗(yàn)后期分析處理 實(shí)驗(yàn)相關(guān)參數(shù)分析在第二章我們建立了應(yīng)變與散斑干涉條紋數(shù)以及應(yīng)變與溫度的關(guān)系，現(xiàn)在我們將式與式聯(lián)立，消去共同參量，可以得到：