[实用新型]一种用于消除云纹噪声的光栅振动装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于消除云纹噪声的光栅振动装置，属光学技术领域。

背景技术

双光束影像云纹法是同时将双光束光线照射到基准栅上，在紧靠基准光栅的三维物体上形成光栅影像，将此影像视为变形栅，基准光栅与其自身影像相干涉形成莫尔等高线。影像云纹法广泛应用于三维物体形貌检测、医学图像获取、物体变形与应力分析中。

光栅是形成云纹并影响图象清晰度的关键光学元件，但作为载波信号的光栅信号受到三维调制后，所形成的三维光场中，其有效信号即等高线云纹条纹只是低频分量，而高频分量即栅线属于噪声项，影响测量精度。在拍摄记录的云纹图中，低频分量和高频分量同时被记录下来，云纹信号被淹没在噪声项中，造成可数条纹级数降低，云纹图像清晰度差，对比度降低。

选择沿光栅主方向的往复振动是根据面外云纹分布客观存在的事实，即等高线云纹条纹分布仅与离面位移(高度方向Z)的坐标有关为依据。当光栅在自身平面内沿主方向往复振动时，并未改变高度方向Z的坐标。当拍摄云纹图时，只要光栅按一定的频率往复振动，栅线被模糊掉，噪声消除，云纹图可数条纹级数增加，图像清晰，对比度高。

发明内容

本实用新型的目的是，推出一种可以消除云纹噪声的振动装置，该装置使光栅按一定的频率往复振动，从而模糊掉栅线，让噪声消除。

本实用新型的技术方案如下：

消除云纹噪声的光栅振动装置主要由带动框架作直线往复运动的调速机构和放置有光栅的框架组成。

调速机构：由直流电机(1)、皮带轮(2、4)、正弦加速凸轮(5)等部件组成。可控硅电路控制直流电机输出，直流电机上装有小皮带轮(2)，通过两根尼龙三角带(3)来带动大皮带轮(4)，这时速度减半，然后大皮带轮与同轴上的正弦加速凸轮一起转动，当正弦加速凸轮作正弦加速运动时，使得从动件(6)作直线运动。因为在机械设计中，正弦加速凸轮的曲线是各种凸轮曲线中最好的一种，它使机构的振动、磨损、应力、噪声、陡振都达到最低程度，本实用新型采用正弦加速凸轮可大大减少载有光栅的框架作直线运动时的振动和噪声，减少设备对光栅噪声的影响。

框架：由外框(10)、内框、从动件(带有轴承滚体)、V形导轨、分珠片(13)、导程销、滚珠(11)和弹簧(8)等零件组成。框架作直线运动的动力由凸轮与从动件的接触传递，从动件固定在内框体端头中心处。两根V形导轨中装有10个滚珠，它们相互之间的距离通过分珠片均匀分布。当凸轮从零点移到最高点时，另一端三个导向槽中的三根弹簧的合力使框架沿自封式V形导轨作往复运动。

本实用新型振动装置采取水平放置，可很方便地将被测物体放置在预先设计的装有水准器的平面基准工作台上，上下调整方便，还可以消除框架的自重影响。

本实用新型测试光栅面积大。通常在面外影像云纹法中，被测三维物体的大小完全取决于测试光栅面积的大小，即光栅面积大，被测物体的表面积也大，本振动装置最大测试光栅面积为400×300mm。

本实用新型与现有技术相比较的有益效果是，提供了一种简单、价廉、却又十分实用的云纹光栅消噪装置，采用本实用新型装置后，当拍摄云纹图时，只要光栅按一定的频率往复振动，栅线被模糊掉，噪声消除，云纹图可数条纹级数增加，可获得图像清晰，对比度高的云纹图象。

本实用新型适用于400×300mm以内光栅面积的测试和应用。

附图说明

附图为光栅振动装置结构图。

图中图号表示为：(1)电机；(2)小皮带轮；(3)尼龙三角带；(4)大皮带轮；(5)凸轮；(6)从动件；(7)导向轴；(8)弹簧；(9)弹簧塞；(10)外框；(11)滚珠；(12)光栅；(13)分珠片。

具体实施方式

本实用新型实施例如附图所示。本实施装置主要由带动框架作直线往复运动的调速机构和放置有光栅的框架组成，整个装置为水平放置。其中，

调速机构：由直流电机(1)、皮带轮(2、4)、凸轮(5)等部件组成。可控硅电路控制直流电机输出，直流电机(1)上装有小皮带轮(2)，通过两根尼龙三角带(3)来带动大皮带轮(4)，这时速度减半，然后大皮带轮与同轴上的正弦加速凸轮(5)一起转动，当凸轮作正弦加速运动时，使得从动件(6)作直线运动。

框架：由外框(10)、内框、从动件(带有轴承滚体)、V形导轨、分珠片(13)、导程销、滚珠(11)和弹簧(8)等零件组成。外框架内设置了V型导轨，内框架上水平放置光栅，放置光栅的内框架在外力作用下能在V型导轨水平方向上运动。