[发明专利]一种提高相干梯度敏感测量精度的方法

说明书

技术领域

本发明涉及力学参量测量的技术领域，具体地说是一种提高相干梯度敏感测量精度的方法。

背景技术

相干梯度敏感方法(Coherent Gradient Sensing，以下简称CGS)是一种具有在线空间滤波效果的非接触、全场横向双栅剪切干涉光测方法，它利用两个平行光栅重组由试件变形导致的扭曲光束从而产生干涉条纹，通过光学干涉控制方程建立面内应力梯度或离面位移梯度与条纹级数之间的关系。该方法能够在透射和反射情况下分别用于研究透明和非透明物体的变形信息，其条纹分布直接反映了透射情况下的面内应力梯度场和反射情况下的离面位移梯度场。由于该方法对应力或位移梯度敏感，所以尤其适合于研究具有高应力集中现象的断裂问题。相干梯度敏感方法分为透射式和反射式两种，图1所示为典型相干梯度敏感干涉条纹图，实际拍摄图像中黑条纹代表半级数条纹，最外圈为0.5级条纹。

上述现有技术的不足之处在于，与其它处理条纹图的光测方法类似，要获得力学参量必须先提取相干梯度敏感干涉条纹级数，而要确定相干梯度敏感干涉条纹级数就必须精确提取条纹中心线。从图1可以看出干涉条纹较粗，并且形状不规则，如果仅仅依靠图像处理的方法提取条纹中心线难以满足精度要求，甚至会带来很大的误差，尤其是对于低级数条纹。目前已提出了两种改进的相干梯度敏感方法——载荷法和光栅间距法，以提高实验精度。但是载荷法需要将加载后实验图像与未加载时的实验图像结合进行图像处理，此过程会引入新的误差影响实验精度；光栅间距法需要两套相干梯度敏感方法实验光路，会引入额外的系统误差，同时由于两套光路的光强不同，必须先对两套光路拍摄的干涉条纹图进行数字图像处理，消除光强的影响因素，这也会带来新的处理误差。因此现有的条纹提取方法仍不能完全满足高精度实验的要求，并且处理过程复杂。

发明内容

本发明的目的是提供一种简便并能精确提取相干梯度敏感干涉条纹级数的方法，以提高相干梯度敏感测量精度。

本发明的方法包括以下步骤：

(1)利用已有相干梯度敏感方法光路分别拍摄同一试件在载荷P₁、P₂、P₃下的三幅相干梯度敏感干涉条纹图，拍摄得到的第一幅、第二幅和第三幅干涉条纹图的光强分别为：I₁、I₂、I₃；

(2)根据上述载荷和光强，可以得出方程组：I1=a+bcos2π·m1I2=a+bcos2π·m1P2P1I3=a+bcos2π·m1P3P1,]]>其中a为干涉条