全像干涉量測

 

  在實驗室模擬之渦輪葉片,通常須置於真空容器中,以避免旋轉時空氣造成擾流影響實驗之精確度。脈衝雷射光束透過透明玻璃所形成之容器壁,而拍攝得到全像片,兩次曝光干涉的時間必須有良好的同步控制,利用這套設備所量測出來的振動模態,與理論值比較相當吻合。旋轉同步曝光設備往往相當昂貴,也可以考慮用一個反射稜鏡,安置於渦輪葉片上,藉此達到分離旋轉量的目的。由於曝光的時間十分短暫,因此能夠勝任高速旋轉之檢測工作。

  全像干涉術既然可得到全場干涉條紋資料,如果只是以人力逐條逐點去分析亮或暗之條紋,再用內差法取得亮或暗之條紋間其它各點資料,不但速度緩慢,也容易導致誤差。

  目前全像設備常採用光學監視分析,如 CCD CAMERA TV CAMERA 連接電腦,將干涉條紋影像記錄下來,再利用電腦予以數值解,由于光感測器日益進步,因此精度越來越高。近年杜邦公司發展出一套影像處理設備,可以把干涉條紋從明到暗的灰度作 6400 等分,亦即它可經確地推算出各點因物體位移所造成之相位差,影像處理設備將條紋分析的精度大為提高,亦即可以得到更微細的材料應力變化。而普通數位式干涉條紋影像處理設備,如富士寫真光學公司可以把干涉條紋從明到暗的灰度作 512 等分,亦即解析度達λ /512 ,在分析材料應力變化上已足敷應用了。

  全像干涉加上相移 ( Phase Shifting) 技術亦可有效的把一些干涉相位作更精密的分析 當物體在初始狀況下曝光一次後,將全像片沖洗並置回原處,此時若以重建光及照物光一起入射,且使物體位移變形,則重建光場及照物光場產生干涉條紋。在此其精神與即時法相同,但全像加上相移技術即指在參考光路徑中的任一鏡片裝上 PZT 以改變參考光之光程,使照物光與重建光之相位差改變。

  作震動分析時由于干涉條紋隨波長變大而變密,因此近來有考慮使用波長較長之脈衝雷射為記錄光源。另一解決之方法則是考慮在干涉場加入已知之振動固體。

  最後值得一提的是全像術在工業之設計方面具體應用的例子很多﹐如美國西屋公司引擎設計分析實驗室即以全像來幫助工程師作引擎設計分析﹐在國外不乏有像這些之名的工業界廠商投資在全像檢測的案例,全像精密量測實驗結果其說服力亦非常之強,這是值得國內業界參考的。

 

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