Dvoupulzní elektronická korelační interferometrie pro analýzu vektorů posunutí bodů rázově zatížených pevných těles

0330414 - ÚT 2010 CZ cze D - Dizertace
Dvořáková, Pavla
Dvoupulzní elektronická korelační interferometrie pro analýzu vektorů posunutí bodů rázově zatížených pevných těles.
[Double-pulse Electronic Speckle Pattern Interferometry for Measuring Out-of-plane Displacement of Impact Loaded Solids.]
ČVUT fakulta strojní,ÚT AV ČR. Obhájeno: ČVUT fakulta strojní. 30.6.2009. - 2009. 88 s.
Grant CEP: GA ČR GA101/07/0588
Výzkumný záměr: CEZ:AV0Z20760514
Klíčová slova: speckle interferometry * impact loading * phase shifting method
Kód oboru RIV: BH - Optika, masery a lasery

Práce se zabývá aplikací metody elektronické korelační interferometrie pro studium dynamických přechodových jevů v pevných tělesech. Tato bezdotyková optická metoda, která je výhradně určena pro studium difuzně odrazných povrchů umožňuje měření s citlivostí odpovídají zlomkům vlnové délky použitého laserového záření. Navržený interferometr je primárně určen k měření normálových složek vektorů posunutí povrchových bodů tenkých ocelových skořepin. Posunutím povrchových bodů reaguje předmět na rázové zatížení vyvolané soustředěným impulzem laserového svazku na jeho povrch. Měřící systém pro studium dynamicky vybuzené přechodové napjatosti zahrnuje pulzní laserový zdroj, optické komponenty odolné vůči vysokým hustotám energie optického záření, analogovou externě řízenou CCD kameru propojenou s frame-grabberem (zachytávačem snímků) a generátory/ zpožďovače impulzů pro zajištění synchronizace laserových záblesků s expozicí kamery. Z naměřených dat ve formě pole korelačních proužků (isočáry spojující konstantní posunutí povrchových bodů) je počítána fázová funkce. Pro zjednodušení a zpřesnění zpracování naměřených dat je aplikována metoda fázového posunutí realizovaná kontrolovanou změnou fáze předmětové vlny. Pro ověření naměřených a vypočítaných dat byl do měřícího systému začleněn laserový Dopplerův vibrometr.

The thesis deals with using electronic speckle pattern interferometry for studying dynamic transient events in solids. The non-destructive full-field method provides a measurement on diffusely reflecting surfaces with sensitivity in the order of a fraction of wavelength of the employed laser light. The interferometer is used to measure the out-of-plane displacement components of thin-wall steel structures. The displacement is caused by the impact loading activated by focusing a laser beam on the object surface. The system for dynamic measurement involves the pulsed laser source, optics capable of withstanding high energy densities, analogue CCD camera with external trigger shutter connected to PC frame-grabber, and pulse generators with pulse delay control for synchronizing laser pulses with the camera exposure time. In order to determine the magnitude of displacement, the measured correlation fringe pattern is converted to phase values. The phase shifting method, which modulates the phase of the object beam, facilitates the image processing. The laser Doppler vibrometer was employed to verify the magnitude of the determined measurand.
Trvalý link: http://hdl.handle.net/11104/0176207