电子散斑干涉技术在动态检测中的应用

电子散斑干涉技术不仅可用于静态或准静态的位移测试，也可用于谐振动及瞬态变形测量。在振动测量方面，电子错位散斑技术在实时性、图像质量等方面有独特优势，事实上已经取代了激光全息干涉测量技术。

1.时间平均法

当被测物体用正弦波激励时，物体表面产生与激励频率相对应的受激振动。当激振频率与物体的固有频率重合时，产生共振，出现特定阶次的振型。此时受激振动的振幅不变，相位与激振频率有固定的关系。此时适合用时间平均法ESPI进行检测和显示。

采用与激光全息干涉类似的时间平均法可以动态观察振动模式。时间平均法ESPI光路和图像采集方法与静态的ESPI技术相同。通常振动频率远高于CCD摄像机的图像采集频率，采集到的图像是振动过程中图像光强的平均：

与静态的测量一样，振动前与稳态振动后的两个状态的散斑图相减，可以得到干涉条纹图。从上式可以看出，相减后可实时观察到0阶贝塞尔函数条纹。这些条纹对应物体在稳态振动时的振幅。因为只有在固有频率下条纹才是可见的，所以通过改变频率，时间平均法ESPI可用于识别物体的固有频率及振型。(www.xing528.com)

2.频闪照明法

对于稳态谐振动的物体，采用频闪照明技术可定量测量不同状态下振动的幅度及相位。频闪照明电子散斑干涉法的检测光路与前面提到的用于位移测量的光路相同。为了产生频闪照明效果，连续波激光器被声光调制器（AOM）所调制，在物体振动的每个周期的固定相位发出短脉冲光波。用同步装置控制振动与脉冲光之间的相位关系。由于同步控制，CCD摄像机每次采集到的散斑图是“冻结”状态，即尽管CCD采集时间通常跨越多个振动周期，但每个周期内采集到的物体位置完全一致，类似静态测量。用振动周期内的两个不同状态的散斑图相减即可获得反映两个状态之间的幅值及相位变化干涉条纹。由于频闪照明，采集图像的两个状态被冻结，可使用相移技术提高测量灵敏度及精度。

3.双脉冲技术

当被检测物体处于稳态的谐振动状态时，时间平均法适合对振动模式进行定性的分析，频闪照明法可定量测量振动的幅值和相位。如果物体是非谐振动，甚至是瞬态变形，上述方法都不可用。此时可采用所谓的双脉冲技术。该技术利用红宝石脉冲激光器的两次脉冲光进行照明，同步记录的两幅图像“冻结”了物体的两个变形状态的散斑图。如同激光全息的双曝光技术，比较两幅散斑图，可以获得这两个状态之间的物体表面位移信息。两次脉冲之间的时间间隔通常可以控制在2～800μs之间，因此双脉冲电子散斑干涉法可测量瞬态的变形。