激光全息无损检测技术

《激光全息无损检测技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、摘要脱层和气泡是轮胎主要的内部缺陷之一，采用常规检测手段很难检测出来，所以一般采用激光全息无损检测技术。早期的全息无损检测一般采用全息干板来记录全息图，检测周期长，检测效率低，不能适应现代工业流水线上的检测。数字全息技术用CCD代替传统全息记录材料记录全息阁，用计算机模拟光学衍射过程来实现数字再现，实现了全息记录、存储和再现全过程的数字化，给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。木文从理论和实验两方面探讨了数字全息术的原理及其在轮胎内部缺陷无损检测方面的应用，并取得了较为满意的结果。所作的主要工作如下：1.模拟实现了全息记录和重现的令过

2、程，包括：模拟生成理想全息阁；采用傅立叶变换法进行数字全息重现：提取和位，进行物体表面三维形貌恢复等。2.深入分析和研究了二次曝光和消除零级衍射斑的理论，同时进行模拟仿真和实验测试，得到了较好的结果，II实验结果与模拟的结果吻合。3.搭建数字全息系统测量橡胶表面形变，获得了满意的形变测量结果，并进行了光路计算和实验中各参数的分析和讨论。4.针对现场检测要求，提出新的光路，实现了更大视场的检测。实验证明，本系统的检测范围己达到138.IraX112.4mm,处理一幅1300x1024的图像只需62ms,已经达到实际工业流水线检测上的要求，可应

3、用于现场检测。关键词：数字全息全息重现电子散斑轮胎检测无损检测激光全息无损检测技术的发展数字全息技术是由Goodman和Lawrence在1967年提出的nl，其基木原理是用光敏电子成像器件代替传统全总记录材料记录全总图，用计算机模拟再现过程取代光学衍射来实现波前的数字再现，从而实现Y全息记泶、存储和再现全过程的数字化，给全息技术的发展和应用增加了新的内容和方法。90年代中期以来数字全息技术已成功应用于显微成像、干涉计量，粒子场的测试、信息存储、学信息加密、活体生物成像和三维形貌成像等领域瞳。轮胎制造和检测行业中，也同样需要用到数字全总技术

4、。脱层和气泡是轮胎的内部主要缺陷之一。在轮胎制造过程的压延和成型等工序屮，如果胶与胶、帘介与胶之间夹杂油污或污垢，或考帘布与胶之间的气体没有完全排出，就会异致轮胎内部产生脱层和气泡。新轮胎使用一段时间后，胎体内部粘合不牢处也会在剪切应力的作用下脱开，形成新的脱层。脱层和气泡采用常规检测手段很难检测出来，通常需要采用激光全息无损检测技术IV’。激光全息轮胎无损检测技术是一种非接触和非破坏性的检测技术。通过真空加载使轮胎形变前后进行两次曝光，轮胎加载前后的相位和光强记泶在全息干板上形成全息干涉阁。全息干板经过显影、定影、水洗、风干后进行光学再现

5、，就可观察到轮胎形变前后的干涉条纹。缺陷的干涉条纹必然是独立存在的，其圆形外缘与正常干涉条纹有界线，圆环中条纹的疏密程度表示形变大小U副，条纹密表示轮胎形变人，条纹疏表示轮胎形变小n引。吋，缺陷离表面的深浅程度与關环屮条纹的粗细有关，条纹粗的缺陷离表面远，条纹细的缺陷离表面近。因此通过全息干涉阁的再现阁像可以很容易地判读出轮胎内部缺陷的位置和大小。现代的数字全息术采用CCD代替全息干板记录全息图，不仅继承了传统全息的特点，而且还具有其自身的特点。与传统光学全息技术相比，数字全息技术的最人优点是：1）曝光时间短，能够用来记录运动物体的各个瞬间

6、状态，而且由于没有烦琐的化学湿处理过程，记录和再现过程都比传统光学全息更加方便快捷。2）数字全息再现可以直接得到再现像的复振幅分布，而不单纯是光强分布，因此被记录物体的表面亮度和轮廓分布都可通过复振幅得到，可方便地实现多种定量测量。3）由于数字全息采用计算机数字记录和再现，因此可以方便地对所记录的数字全息图进行图像处理，减少或消除全息图在记录过程中的像差、噪声、畸变及记录过程中CCD器件非线性等因素的影响，便于对测量对象进行定量测量和分析，并可对最后检测结果进行自动归类和整理。但是，与传统光学全息记录材料的高分辨率性能相比，数字全息也存在不

7、足。一方面，由于CCD光敏面尺寸小，使得数字再现像的分辨率低，像质较差；另一方面，由于CCD的像素尺寸较大，使数字全息记录的参考光和物光的夹角较小，只能记录物体空间频谱中的低频部分，且再现像与孪生像的分离网难。因此，目前数字全息仅适应于小物体、远距离记录，从而使得再现像面散斑尺寸大，横向分辨率低。因此，在目前CCD等光敏电子成像器件性能限制的情况不，提高数字令息术的分辨率和再现像的清晰度、实现再现像与其它成分的良好分离、获得较大视场的全息记录是目前数字全息技术发展和应用中首先需要解决的三个关键问题。2轮胎无损检测的国内外发展动态近年来，国内

8、的上海光学精密机械研宂所、天津大学、山东师范大学、西安光学精密机械研宄所和四北工业大学等一些单位都在这一领域积极开始研宄工作，并取得一些初步成果降別。我国自行研制生产的首台激光全