Разработка системы неразрушающего контроля на основе методов цифровой голографической интерферометрии

• Автор: Кузнецов, Роман Александрович
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 117 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ПО ОПТИЧЕСКИМ МЕТОДАМ НЕРАЗРУШАЮЩЕГО КОНТРОЛЯ

1.1 Обзор оптических методов неразрушающего контроля

1.2 Развитие и тенденции голографической интерферометрии

1.3 Выводы

2 ПРИНЦИПЫ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ

ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ

2.1 Основные принципы голографии

2.2 Модель цифрового голографического восстановления

2.3 Методы численного восстановления цифровых голографических интерферограмм
2.4 Методы подавления нулевого порядка дифракции
2.5 Модель цифровой голографической интерферометрии
2.6 Выводы
3 КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ
3.1 Генерация цифровых голограмм
3.2 Моделирование процессов цифрового голографического восстановления
3.3 Новый метод восстановления цифровых голографических интерферограмм с перекрывающимися дифракционными порядками
3.4 Моделирование методов цифровой голографической интерферометрии
3.5 Новый метод для устранения спекл-шумов в цифровых голографических интерферограммах
3.6 Выводы
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ МЕТОДОВ
ЦИФРОВОЙ ГОЛОГРАФИЧЕСКОЙ ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ НА
РЕАЛЬНЫХ ОБЪЕКТАХ
4.1 Исследование параметров измерительной системы
4.2 Разработка измерительной системы неразрушающего контроля.
4.3 Получение цифровых голографических интерферограмм реального объекта
4.4 Измерение поля смещения реального объекта методами цифровой голографической интерферометрии
4.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ А. ФРАГМЕНТЫ РАЗРАБОТАННЫХ ПРОГРАММ
ПРИЛОЖЕНИЕ В. АКТ ВНЕДРЕНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ И СВИДЕТЕЛЬСТВО О РЕГИСТРАЦИИ ПРОГРАММЫ

ВВЕДЕНИЕ
Любое производство сталкивается с необходимостью контроля качества выпускаемой продукции. Вопрос соответствия произведённого изделия заданным количественным или качественным показателям определяет не только дальнейшую пригодность этого изделия. От него может зависеть срок службы и безопасность использования данного изделия. Современное развитие информационно-измерительных систем выводит промышленный контроль изделий на новый уровень, делая его более точным, доступным, быстрым и дешёвым.
Актуальность темы исследования. Методы неразрушаюгцего контроля активно применяются в высокоточных отраслях промышленности. Неразрушающий контроль позволяет определять соответствие различных агрегатов качественным и количественным показателям, не причиняя им ущерба в процессе измерений. Здесь широкое распространение получили оптические методы контроля. Методы голографической интерферометрии являются одними из наиболее значимых методов для контроля напряженно-деформированного состояния объектов. Однако развитие этих методов ограничивается необходимостью применения для регистрации голограмм промежуточных фотоносителей. Использование голографических пластин и плёнок связано со сложными химическими процессами. Поэтому измерительные системы на основе этих методов используются в основном в лабораторных условиях.
Цифровая голографическая интерферометрия позволяет полностью избавиться от промежуточных фотоносителей, заменяя их цифровыми матрицами. Процесс расшифровки цифровых голографических интерферограмм выполняется при помощи компьютерной техники, что позволяет, во-первых, получать и сохранять результаты в более удобном для человека виде, а, во-вторых, позволяет использовать ранее недоступные методы
то этими величинами можно пренебречь и интеграл Френеля переходит в интеграл Фурье.
і . 2 7КІ
— ехр -I X
оо сю
(2.22)

—сю —сю
Это преобразование соответствует дальней зоне дифракции (дифракции Фраунгофера). При этом важно понимать, что на таком расстоянии у восстановленных из голограммы спектров будут иные свойства (например, и действительное и мнимое изображение будут сфокусированы).
Для вычисления преобразования Френеля введём две новые величины [26]
Тогда выражение (2.20) можно переписать следующим образом
Леї Л
(2.24)

р[і2тг(ху + уи)іхсІу.
— оо —сю
Нетрудно видеть, что в этом случае подынтегральная часть преобразования Френеля эквивалентна обратному преобразованию Фурье.