DSE-1数字智能化光测力学综合仪

DSE-1数字智能化光测力学综合仪系统涵盖了从全息光弹性到电子散斑、电子剪切散斑再到数字相关等光测力学发展历程所经历的大部分实验,按照《光测力学》实验指导丛书包含的经典实验配置各光学元器件。不但有传统的拍照、显定影等湿式处理,也有图像计算机自动采集计算的现代图像处理技术。系统除了推荐的9个典型实验(配实验大纲)外,还允许用户利用散件自由设计并布放诸如迈克尔逊干涉仪、泰曼-格林干涉仪等,适合相关专业

DSE-1数字智能化光测力学综合仪

系统涵盖了从全息光弹性到电子散斑、电子剪切散斑再到数字相关等光测力学发展历程所经历的大部分实验,按照《光测力学》实验指导丛书包含的经典实验配置各光学元器件。不但有传统的拍照、显定影等湿式处理,也有图像计算机自动采集计算的现代图像处理技术。系统除了推荐的9个典型实验(配实验大纲)外,还允许用户利用散件自由设计并布放诸如迈克尔逊干涉仪、泰曼-格林干涉仪等,适合相关专业本科及硕士研究生教学及科研使用。

一、   仪器特征

A)多功能,非接触测量,直观,能获得全场信息、可测量应变、位移、应力,而且具有高的灵敏度;

B)全面及具有灵活性和新颖性,包括:光弹性、现代光测力学、计算机辅助光测力学和形状测量方法;

C)提供各种典型试件,可方便直接通过实验获得结果,便于学生和工程技术人员接受和推广,短期内能迅速掌握,适合较高层次人才培训的需要;

二、   仪器功能及参数

A)光弹性实验(Photoelasticity)-获得双折射模型的内部及边界应力条纹。

视场直径100mm;

双光源(含单色钠光λ=589.3nm和电子白光);

最小刻度20刻度框;

线偏振镜直径100mm,偏光度99.91%以上,透光度33.5%以上,耐受温度58℃,湿度95%;

四分之一波片直径100mm;

带有数码显示的力传感器,实现拉压弯载荷,量程1500N,精度5%;

B)现代光测力学

(a)全息干涉(Holographic Interferometry)-可以用于离面或面内位移的测量。

氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波长λ=6328埃

非球面镜直径150mm;

f4过半球扩束镜;

λ/4高能全反射镜,反射率≧99%;

渐变分光器,0~95%渐变分光;

周边固定,中心受载圆盘试件;

红光敏感全息干板;

(b)全息光弹性(Holographic Photoelasticity)-可以测量透明模型的等和线,结合光弹性的等差线,可以分析全场应力和接触应力。

氦氖激光:功率≥10mw,外腔式氦氖激光器,波长λ=6328埃;

非球面镜直径150mm;

f4过半球扩束镜;

线偏振镜直径25mm;

λ/4高能全反射镜,反射率≧99%;

渐变分光器,0~95%渐变分光;

加载系统:实现拉压弯三种载荷模拟及相应自由度调节机构,带有力传感器及数码显示;

力传感器:量程1500N、精度±1N;

双折射试件及有机玻璃试件;

红光敏感全息干板;

(c)高密度云纹干涉(High Sensitive Moire)-在结构上复制的光栅,获得反映结构变形的条纹。

密度为600线/mm或1200线/mm;

非球面镜直径150mm;

氦氖激光:功率3mw、波长632.8nm、内腔式非偏振;

f4过半球扩束镜;

λ/4高能全反射镜,反射率≧99%;

最大位移灵敏度:离面0.316微米(λ/2);面内0.417微米(1200线/mm);

最大测试范围0.1~35mm2

放大倍数0.2~200倍;

条纹分辨率100条/mm;

图像采集卡:进口高速采集卡、256灰度、30帧/秒;

CCD摄像:Watec-902H、灵敏度0.01流明、分辨率570线;

成像镜头:焦距50的CCTV定焦头;
加载系统:实现拉压弯三种载荷模拟及相应自由度调节机构,带有力传感器及数码显示;

力传感器:量程1500N、精度±1N;

(d)剪切散斑干涉(Shearography)-可以用于测量结构位移变化的梯度,可以用于非破坏检测。

剪切镜10、30、50

氦氖激光:功率3mw、波长632.8nm、内腔式非偏振;

f4过半球扩束镜;

周边固定,中心受载圆盘试件;

成像屏,毛玻璃;

红光敏感全息干板;

(e)散斑照相(Specklegraphy)-可以测量结构面内逐点和全场位移。光学傅立叶变换后,可以提取条纹的信息,如可以获得和分离散斑照相中全场位移,水平方向位移(U场)及垂直方向位移(V场)。

氦氖激光:功率3mw、波长632.8nm、内腔式非偏振;

f4过半球扩束镜;

渐变分光器,0~95%渐变分光;

绕中心旋转试件;

成像屏,毛玻璃;

红光敏感全息干板;

(f)影像云纹(Shadow Moire)-可以用于测量物体的形状、面形,也可以测量变形。方法直观,直接显示等高线。灵敏度可随栅线密度和入射角度调节。

白光光纤冷光源150w;

带有75mm定焦投影放大镜头的投影系统;

云纹栅板1~2线/mm;

演示试件,石膏像;

可调节平台;

C) 电子散斑干涉(ESPI)及电子剪切散斑干涉(ESSPI)

(a)电子散斑干涉(ESPI)-可以测量离面或面内位移场,由CCD摄相机取得图像信息,直接由计算机进行图像处理,直接获得干涉条纹。特点是不用经过显定影处理和光学信息提取,灵敏度高,可不在暗房中操作。

氦氖激光:功率3mw、波长632.8nm、内腔式非偏振;

f4过半球扩束镜;

渐变分光器,0~95%渐变分光;

周边固定受中心载荷圆盘可绕中心旋转试件;

λ/4高能全反射镜,反射率≧99%;

测量灵敏度,波长级;

测量量程0.5λ~10λ;

测量范围≦300mm2

图像采集卡:进口高速采集卡、256灰度、30帧/秒;

CCD摄像:Watec-902H、灵敏度0.01流明、分辨率570线;

成像镜头:28-70的变焦镜头;

线偏振镜直径25mm;

偏振分光棱镜,方棱镜,尺寸半英寸;

(b)电子剪切散斑干涉(ESSPI)-测量离面位移梯度,关键元件为固定剪切角度及方向的Wollaston棱镜。

氦氖激光:功率3mw、波长632.8nm、内腔式非偏振;

f4过半球扩束镜;

Wollaston棱镜,剪切角度0.5度;

周边固定受中心载荷圆盘可绕中心旋转试件;

测量灵敏度,波长级;

测量量程0.5λ~5λ;

测量范围≦300mm2

图像采集卡:进口高速采集卡、256灰度、30帧/秒;

CCD摄像:Watec-902H、灵敏度0.01流明、分辨率570线;

成像镜头:28-70的变焦镜头;

D)数字相关及投影栅

(a)数字相关(DIC)

白光光纤冷光源150w;

数字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;

F25百万像素定焦镜头;

六自由度调节平台;

加载系统:实现拉压弯三种载荷模拟及相应自由度调节机构,带有力传感器及数码显示;

力传感器:量程1500N、精度±1N;

(b)投影栅形貌测量(Project Moire)

白光光纤冷光源150w;

带有机械式相移机构的10~15线/mm投影光栅;

带有75mm定焦投影放大镜头的投影系统;

数字式CCD,大恒1394口,1K×1K分辨率;

F25百万像素定焦镜头;

测量范围,≦200mm2回转型物体;

测量精度,0.01mm;

六自由度试件载物台;

E)激光光刀三维形貌扫描(3D-Laser Scan)

0.5mw激光扫描光刀;

进口数字式CCD,德国Basler 601f;

双头1394图采卡;

可以调速的旋转平台;

测量范围,直径30~90mm回转型物体;

测量精度,0.01mm;

三、   选配件

A) 隔振台:2.4m×1.2m;台高800mm;气垫隔振;

B) 加热炉:250℃,温控灵敏度±1℃;


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