Formă, suprafață și măsurători ale deformării cu ajutorul interferometriei 3D

1.Introducere

Pentru masuraraea optica tri-dimensionala pot fi folosite diferita metode.Masurarile tehnice ale timpului de zbor si ale fazei sunt binecunoscute si dezvoltate,pana in puncul distantei de masurare cu rezolutii in parametric de 1mm si respective 0,1 mm.Pentru masurarile de la distanta apropiata principiul triangulatiei si tehnici asemanatoare precum sectionarea si metode ale protejarii marginilor pot fi folosite.Acestea se aplica destul de frecvent in industrie impreuna cu analiza automata a marginilor.Tehnicile “moiré” si metodele marginilor protejate conduc al suprafata,forma-,deformare-,sau masuratori ale vibratiei.

Campul de localizare al imaginii precum principiul confocal interferometria luminii albe nu au ajuns la un grad atat de avansat din punct de vedere tehnic.Acestea pot fi folosite pentru studiu al biologic al obiectelor precum si pentru masuararea topografiei a suprafatelor ingineresti.

Interferometria cu laser este una dintre cele mai folosite tehnici pentru masurarile de inalta-revolutie in metrologie Un laser stability HeNe ofera o sursa de lumina cu o stabilitate a lungimii de unde de 10 -7.Cu toate acestea ,acuratetea masurarii distantei este in principiu efectuata de conditiile atmosferice sau de catre vibratii Lasere cu diode sunt folosite cu intensitate in metrologie,chiar si prin stabilitatea frecventei poate fi totusi o problema in special pentru aplicatiile interferometriei.Doua si multiple lungimi de unda interferometrice conduc catre o extindere a unui sir care nu este ambiguu precum si la aplicatiei interferometirei asupra suprafetelor optice mai u ungrad mai ridicat de duritate.Cu toate acestea ,interferometria este frecvent prea sensibila pentru a fi aplicata pe suprafetele tehnice.

Tehnicile holografice si ale petelor sunt folosite pentru analiza deformarii si a formei.Mult mai recent,holografia digitala devine interesanta cu dezvoltarea rezolutiei detectorului ararays.

Ideea de baza a variatiei interferometriei lungimii de unda este a inregistra faza sau secventa de mapa in timp,formand o distrubuitie a fazei tridimensionale.Faza fiecarui pixel este apoi desfacuta pe parcursul axei de timp.Din cauza ca, calea de dezimapcetare nu traverseaza obiectul discontinu,2תּ erori de faza nu se propaga de-a lungul imaginii ca si in cazul unei abordari spatiale de dezimpachetare.Metoda conduce conduce spre o tehnica simpla si robusta a analizei deformarii.

2.Proiectia franjei 3D pentru masurarea obiectelor tehnice

Un mare numar de tehnici au fost dezvoltate pentru masurarea micro- si macrotopografie.Alegera unei tehnici potrivita depinde de aplicatie,sebsitivitate si rezolutie necesara.Moire si marginile proiectate nu sunt ata de sensibile ca si tehnicile interferometrice sau holografice dar sunt mai putin susceptibile pentru deranjare mediului[1,2].

Tehnicile marginilor proiectate sunt o extensie a triunghiulatiei pentru topografiei “out-of-plane masuratorile sunt deasemenea stabilite.Tiparele marginilor proiectate pot fi format prin diferite metode precum proiectare unei structuri asemanatoare gratinarii su tipare ale interferentei asupra obiectului.Variatiile in ceea ce priveste inaltimea sau deformarea obictelor conduc la o modificarea marginilor proiectate,care in schimb sunt comparate cu tiparele originale sau sintetice.Procesarea imaginii pentru analiza marginilor este bine stiuta.Tehnicile fazei de schimbare sunt folosite inmod frecvent.Seapararile tipice ale cotrului si liniilor pot varia intre micrometri si milimetri.

Pentru proiectia marginilor,gratinarea precum a structurilor poate fi generate ptin mijloace celulelor tratate electric cu cristal lichid sau a oglinzilor micro digitale.Spatierea marginilor poate fi ajustata printr-o mare varietate.In setarea interferometrica,spatierea marginilor este ajustata prin varietatea unghiului si valuri.Aceasta este importanta pentru extinderea gamei de ambiguitate precum si a maurarii suprafetelor dure optice.O structura de gratinare de success este necesara pentru o rezolutie mare sipentru a extinde gama de ambiguitate.Striatiile pot limita rezolutia tehnicii.Gratinarea codata ca si structuri poate fi folosita.

Metodele pot fi stabilite de diferite aplicatii tehnice si biologice[1,2].O noua abordare pentru pozitionarea obiectului a obiectelor non-cooperative se bazeaza pe corelationarea analizei a tiparelor marginilor proiectate asupra obictelor 3D[2].

O abordare foarte promitatoare pentru examinarea rapida a formei si deviatiei formei este folosirea marginilor obiectelor adaptate impreuna cu tehnicile Moire.

MASURAREA DEFORMARII FORMEI SI SUPRAFETEI

2.1 PROIECTIA FRANJELOR PENTRU MASUARAREA FORMEI

SI MICROSTRUCTURII OBIECTELOR CILINDRICE

Masurarea structurii cilidrelor este o sarcina importanta in industrie.Proiectia marginilor este folosita intr-o setare speciala pentru masurare Al-Si a suprafetelor unui otor liniar depilda.Principiul de baza este aratat in Fig.1 unde este iluminata o structura asemanatoarecelei gratina ,prin iluminarea prin fibra optica cu o sursa de lumina.Pentru convenienta sunt folosite doua directii de iluminare.Structura de gratinare este deormata de catre obiect.Semnalul detector al camerei CCD este analizat folosind faza schimbatroare printrun motor condus de gratinare.