[发明专利]一种三维数字散斑干涉同步测量方法及装置

说明书

本发明实施例提供了一种三维数字散斑干涉同步测量方法及装置，属于光电测量技术领域。所述装置包括第一激光器、第二激光器、第一分光镜、第二分光镜、光处理装置、多孔模板和成像装置，所述第一分光镜用于将所述第一激光器发射的第一激光转发给光纤和所述第二分光镜，所述第二分光镜用于接收由所述第二激光器发射的第二激光，并将所述第二激光和所述第一分光镜转发的第一激光发送到所述光处理装置，所述光处理装置用于将接收到的光发射到被测物的表面以生成多路反射光，所述多路反射光通过所述多孔模板发送至所述成像装置。本发明有效减小系统的复杂程度以及提高检测的精度，实现对时变过程三维变形信息的实时动态测量。

技术领域

本发明涉及光电测量技术领域，具体而言，涉及一种三维数字散斑干涉同步测量方法及装置。

背景技术

数字散斑干涉方法是一种全场、非接触、高精度和高灵敏度的光学测量方法，广泛应用于物体表面的变形测量、振动分析和形貌检测等。利用数字散斑干涉方法实现被测物在单个方向上变形信息的精确测量已经十分成熟，但将其应用于三个方向变形信息的同步测量仍处于发展完善阶段。由于物体表面发生的形变通常都是呈现三维分布，因此如何实现三个方向变形信息的同步测量显得至关重要。现有技术实现的三维数字散斑干涉测量技术方案不仅光路系统设计复杂、操作繁琐，主要基于时间相移技术，增加了系统的复杂程度和检测的不确定性，不能很好地对时变过程三维变形信息进行实时动态测量。

发明内容

本发明提供了一种三维数字散斑干涉同步测量方法及装置，旨在有效减小系统的复杂程度以及提高检测的精度，实现对时变过程三维变形信息的实时动态测量。

第一方面，本发明实施例提供的一种三维数字散斑干涉同步测量装置，包括激光源、分光器、光处理装置、多孔模板和成像装置，所述激光源包括第一激光器和第二激光器，所述分光器包括第一分光镜和第二分光镜，所述第一分光镜连接有光纤，所述光纤与所述成像装置相连；

所述第一分光镜用于将所述第一激光器发射的第一激光转发给所述光纤和所述第二分光镜，所述第二分光镜用于接收由所述第二激光器发射的第二激光，并将所述第二激光和所述第一分光镜转发的第一激光发送到所述光处理装置，所述第一激光和所述第二激光的波长不同，所述光处理装置用于将接收到的光发射到被测物的表面，所述被测物用于对由所述光处理装置发射的光进行反射以生成多路反射光，所述多路反射光通过所述多孔模板发送至所述成像装置，所述成像装置用于检测所述多路反射光信号。

优选地，所述光处理装置包括反射镜和第一扩束镜，所述反射镜用于接收由所述第二分光镜发射的光，并将所述光发送至所述第一扩束镜，所述第一扩束镜用于将所述光进行扩散后发射至所述被测物的表面，以在所述被测物的表面形成激光散斑场。

优选地，所述同步测量装置还包括多个带通反射组件，所述多个带通反射组件用于根据预设的波长滤除和接收在所述被测物表面形成的激光散斑场，将接收到的所述激光散斑场中的光进行反射。

优选地，所述同步测量装置还包括正四棱锥镜，所述多个带通反射组件用于将接收的激光散斑场中的光反射至所述正四棱锥镜，所述多个带通反射组件均匀间隔设于所述正四棱锥镜的周围，所述正四棱锥镜的各个侧面用于将接收的光反射至所述多孔模板。

优选地，所述光纤还连接有第二扩束镜，所述第二扩束镜用于将所述光纤中汇集的光进行扩散后传输至所述成像装置。

优选地，所述多孔模板设有沿水平方向的第一通孔和沿垂直方向的第二通孔，所述第一通孔用于接收沿水平方向传输的光，所述第二通孔用于接收沿垂直方向传输的光。

第二方面，本发明实施例提供的一种三维数字散斑干涉同步测量方法，所述同步测量方法包括：

接收被测物发生形变后的三个方向上的数字散斑干涉图像，所述三个方向包括水平面中相互垂直的两个方向以及与所述水平面垂直的一个方向；