【正文】 隨著光學精密儀器、圖像處理技術的不斷發(fā)展，散斑干涉技術在溫度測試方面的優(yōu)勢將會逐漸顯現(xiàn)出來，有待進一步更深入的研究。,x,y5,39。最后一部分介紹了散斑干涉法應力變形測量實驗和散斑干涉法金屬熱變形測量實驗的具體步驟，得到了散斑干涉圖樣，為下一步數(shù)據(jù)處理驗證模型的可行性做好準備。調節(jié)反光鏡上的二維調整架的微調旋扭，使得到的圖像的干涉圖像最清晰且位于中心位置。 紅外熱像儀 紅外熱像儀是通過非接觸探測紅外能量(熱量)，并將其轉換為電信號，進而在顯示器上生成熱圖像和溫度值，并可以對溫度值進行計算的一種檢測設備。但是為了保持反射和折射的光束比，實驗要求我們必須保護好分束鏡的鍍膜，切忌擦傷，損壞半反半透鏡。下面就本實驗系統(tǒng)的需要進行具體的介紹與選取。金屬試件材料均勻，內部各向力學性質相同，在加熱過程中，受熱連續(xù)，且加熱后形變與其總尺寸相比很小，所以可以看做彈性體形變來處理。如果孤立系統(tǒng)經(jīng)過足夠長的時間后，系統(tǒng)的各種宏觀性質在長時間內不發(fā)生任何變化，則稱這樣的狀態(tài)為熱力學平衡態(tài)[26]。物體某點發(fā)生形變時，將引起物光復振幅發(fā)生的位相改變，這時，物光與參考光相互干涉使像面上點的光強變?yōu)? （） 物體變形產(chǎn)生相位變化的示意圖

在散斑圖像處理方式中，條紋的形成方式有減模式、加模式、相關模式，本系統(tǒng)主要利用減模式來形成條紋。因此，通過以上兩個關系模型進行相關變量代換，就可以建立起散斑干涉條紋與物體溫度之間的關系，達到利用數(shù)字散斑干涉法間接測量溫度的目的。例如，八十年代末，天津大學秦玉文教授[13]首次提出使用渥爾德棱鏡作錯位鏡，解決了雙像光強不等的問題。雖然溫度測量方法多種多樣，但在很多情況下，對于實際工程現(xiàn)場或一些特殊條件下的溫度測量[4]，比如對極端低溫或高溫環(huán)境溫度、腐蝕性介質溫度、流體或固體表面溫度、固體內部溫度分布、微小尺寸目標溫度、生物體內溫度、大空間溫度分布、強電磁場干擾條件下溫度測量來講，要想得到準確可靠的結果并非易事，需要非常熟悉各種測量方法的原理及特點，結合被測對象要求選擇合適的測量方法才能完成。溫度的測量方法有很多，目前常用的測溫方法主要有接觸式測溫和非接觸式測溫兩大類。通常來說，接觸式測量儀表比較簡單，測試結果直觀可靠，儀器價格相對低廉，因而在實際生活中得到了廣泛的應用。數(shù)字散斑干涉技術(DSPI)是在電子散斑干涉計量技術上發(fā)展起來的，其特點就是將電子信號進行數(shù)字化和數(shù)據(jù)處理，信息以數(shù)字圖像的形式記錄下來，存儲在計算機中。因此本課題提出利用散斑干涉技術測量溫度實質上是測量物體因溫度改變而發(fā)生的變形量，然后通過后期計算得到結果，這是一種間接測溫方法。我們研究的散斑主要是像面散斑。參考光束和物光束在CCD感光面附近相遇并發(fā)生干涉現(xiàn)象，把CCD所采集到的干涉圖樣稱之為散斑干涉圖[25]。在介紹簡單系統(tǒng)物態(tài)方程以前，我們先介紹幾個與物態(tài)方程有關的物理量。 本章小結本章首先對整個系統(tǒng)模型的建立進行了總體分析，明確了散斑干涉法測溫是一種間接測溫方法，總體模型的建立需要分成兩個小模型來分別進行分析設計的思路。本實驗所選用的HeNe激光器如圖1所示，其功率為5mw。 本系統(tǒng)CCD采用日本先鋒公司生產(chǎn)的Pioneer Times PNT313型黑白攝像機，其基本性能參數(shù)如下：分辨率：CCIR：500(H)582(V) EIA：510(H)492(V)光靈敏度：性噪比：48db工作溫度：20o~50o工作電源：DC12V/800mA CCD相機立體圖 CCD 鏡頭實物圖 圖像采集卡圖像采集卡是作為圖像與計算機之間的通信接口部件，它是將視頻信號變?yōu)橛嬎銠C數(shù)字圖像的硬件設備。本實驗利用試件夾具背后的旋轉螺栓（帶有刻度）來給銅片施加不同的壓力，具體實驗步驟如下： 調平實驗平臺。接下來就可以給試件加熱處理了，將加熱板放置在待測物體背面，使加熱板與銅板盡量全面接觸，均勻加熱。對于它的處理，我們可以采用數(shù)值擬合的方法來實現(xiàn)，得到與的函數(shù)關系。對此，本文主要進行了以下研究工作：（1）在全面了解了數(shù)字散斑干涉技術的特點后，提出了利用該技術進行溫度測試的研究命題，這是一種新的嘗試，是理論上的創(chuàng)新。更深深感謝我的父母長輩，是他們的關懷和支持一直鼓勵和引導我不斷成長和進步。5 總結與展望 全文總結隨著科技產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，溫度成為與許多行業(yè)密切相關的一個物理量，因此溫度測試技術逐漸成為國內外研究的熱門課題。 銅膨脹系數(shù)的處理由熱力學知識可知，金屬銅的膨脹系數(shù)是溫度的函數(shù)，與壓強無關。故從實驗裝置和步驟上，本實驗與前一個實驗比較類似,下面具體介紹實驗步驟：，其余裝置保持不變。下面我們分別介紹這兩個實驗的具體過程。視頻信號中的每一個離散的電壓信號的大小對應于該光敏像元上圖像的光強，信號輸出的時序對應于該光敏像元在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間域的變換。放電管長數(shù)十厘米的HeNe激光器輸出功率為毫瓦量級，放電管長1m~2m的激光器其輸出功率可達幾十毫瓦。根據(jù)彈性理論我們可以知道，關于應變和應力之間的關系由大量的實驗證明，在伸長縮小足夠小的情況下，力與伸長成正比，即 （）但是物體形變不僅取決于外力，也取決與物體本身的長度，為了更好的描述材料本身特性，我們這里采用相對伸長——應變來描述，上式改寫為 （）當物體發(fā)生應變時，在形變的任意橫截面處都存在一對應力，于是有下面的關系式： （）以上比例關系寫成等式即為： （）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。本系統(tǒng)模型的建立選用金屬固體作為測試試件，通過加熱使金屬發(fā)生微小形變[27]，這一研究過程不涉及電磁性質也不考慮與化學成分有關的性質，所以就不必引入電磁參量和化學參量。 離面位移測量原理激光被準直擴束系統(tǒng)擴束后照射到分束器上，被分束器分為物光束和參考光束。當用激光照明時，光學系統(tǒng)形成被照明表面的像，并且像與物的強度有類似的隨機分布，這就被稱為“主觀散斑”；當用激光照明粗糙表面時，其散射光的強度隨位置的不同而隨機變化，這就被稱為“客觀散斑”。 本課題研究意義溫度的改變會引起物體自身的微小變形，這種形變量與溫度之間存在著確定的函數(shù)關系。在早期的檢測中,由于散斑干涉測量法采用全息干板作為記錄介質，需要復雜的后期光學濾波和數(shù)據(jù)處理工作，因此導致該技術難以得到推廣。接觸測溫法在測量時需要與被測物體或介質充分接觸，利用熱傳導原理，使兩者之間進行充分的熱交換，最后達到熱平衡。光學測溫法由于不與被測物體直接接觸，不會對被測物體產(chǎn)生干擾，并且具有時間和空間分辨率高以及能實現(xiàn)現(xiàn)場實時測量等優(yōu)點，成為國內外研究的熱門[3]。 數(shù)字散斑干涉技術發(fā)展概況 數(shù)字散斑干涉技術發(fā)展歷程散斑現(xiàn)象早在1914年就被人們發(fā)現(xiàn)，但一直未予以重視。1996年，天津大學的佟景偉、張東升[14,15]等人對撞擊載荷下數(shù)字散斑離面位移的測試進行了研究，實現(xiàn)了撞擊載荷下的數(shù)字散斑干涉，使條紋質量大大提高等。 應變數(shù)字散斑干涉條紋模型的建立 散斑的形成及其特性當激光照射光學粗糙表面上時，這些表面上無規(guī)則分布的面元散射的子波相互疊加使反射光場具有隨機的空間光強分布，呈現(xiàn)出顆粒狀的結構，這就是散斑[18]。當sin()=0時 將出現(xiàn)暗條紋這時 =2n n=,… （）當sin()=1 時 將出現(xiàn)亮條紋，并且該亮條紋帶有斑點。但是，如果把熱源與金屬試件看成一個整體，它們與外界幾乎沒有能量和物質的交換，組成一個復合的孤立系統(tǒng)。彈性體通常采用應變來描述形變。 熱源的選取 本實驗中，在對受熱后產(chǎn)生熱變形的試件用CCD采集散斑圖像時，要求保證試件的受熱狀態(tài)穩(wěn)定，其上各處溫度變化盡可能相同。由激光原理知識我們可以知道光的發(fā)散角和束腰半徑是激光的兩個重要參數(shù)，擴束鏡的作用就是改變這兩個參數(shù)，從而改變激光傳播的廣場分布，通常情況下，擴束鏡是由一個凹透鏡和一個凸透鏡構成的。由于近年來的技術革新，尤其表現(xiàn)在探測器技術，內置可見光照相機，各種自動功能，分析軟件的發(fā)展等等，使得紅外分析解決方案比以往更為經(jīng)濟有效。隨著螺栓的調節(jié)，計算機屏幕上出現(xiàn)的干涉條紋逐漸增加，且為同心圓環(huán)。顯然，要想得到溫度，我們必須知道銅板的初始溫度，初始厚度，激光波長以及金屬銅的膨脹系數(shù)，等溫壓縮系數(shù)和彈性模量。) 程序擬合曲線由程序結果可知，采用5次多項式進行擬合時，各項數(shù)據(jù)符合的很好。王老師在我做畢業(yè)論文的每個階