Влияние ошибок перемещения пьезоэлектрического привода на обнаружение дефектов в цифровой сдвиговой интерферометрии

Zhan Yage, Zhang H. Y., Ye X. C., Zhou Y. Z., Qiu Z. S., Yang F., Zhong P., Jiang M., Zhou H. Y.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Y. G. Zhan, H. Y. Zhang, X. C. Ye, Y. Z. Zhou, Z. S. Qiu, F. Yang, P. Zhong, M. Jiang, and H. Y. Zhou The influence of piezo-electric transducer displacement error on defect detection in digital shearography speckle pattern interferometry (Влияние ошибок перемещения пьезоэлектрического привода на обнаружение дефектов в цифровой сдвиговой интерферометрии) [на англ. яз.] // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 6. С. 44–50.

Y. G. Zhan, H. Y. Zhang, X. C. Ye, Y. Z. Zhou, Z. S. Qiu, F. Yang, P. Zhong, M. Jiang, and H. Y. Zhou The influence of piezo-electric transducer displacement error on defect detection in digital shearography speckle pattern interferometry (Влияние ошибок перемещения пьезоэлектрического привода на обнаружение дефектов в цифровой сдвиговой интерферометрии) [in English] // Opticheskii Zhurnal. 2017. V. 84. № 6. P. 44–50.

Ссылка на англоязычную версию:

Y. G. Zhan, H. Y. Zhang, X. C. Ye, Y. Z. Zhou, Z. S. Qiu, F. Yang, P. Zhong, M. Jiang, and H. Y. Zhou, "Influence of piezoelectric transducer displacement error on defect detection in digital shearography speckle pattern interferometry," Journal of Optical Technology. 84(6), 395-400 (2017). https://doi.org/10.1364/JOT.84.000395

Аннотация:

Анализиуется влияние ошибок перемещения пьезоэлектрического привода на способность обнаруживать дефекты методами цифровой сдвиговой спекл-интерферометрии. Развитая модель основана на принципах сдвиговой интерферометрии и использует программные пакеты Ansys и Matlab. В качестве модели использовалась алюминиевая пластина в виде круга, нагружаемая в центре. Моделирование показало, что когда величина нагрузки велика, размеры дефекта велики, он локализован вблизи поверхности и близок к точке нагружения, влияние ошибок перемещения пьезоэлектрического привода на способность обнаруживать дефект невелико, и последний легко обнаружим. В противоположных случаях, это влияниевелико и дефект обнаружить трудно. Насколько нам известно, данная публикация является первой, в которой анализируется указанное влияние. В заключении приведены практические рекомендации, полезные при проведении реальных измерений.

Ключевые слова:

DSSPI, временный фазовый сдвиг, ошибка перемещения пьезоэлектрического привода, обнаружение дефектов, SNR

Благодарность:

Авторы выражают благодарность Программе поддержки молодых выдающихся преподавателей, Совету по стипендиям Китая (грант № 201506635013), Национальному фонду естественных наук Китая (гранты №№ 51575099, 61108067), Фонду естественных наук Шанхая (грант № 15ZR1401700), Программе Пуцзян (грант № 14PJ1400100), Фондам фундаментальных исследований центральных университетов (грант № 2232014D3-28) за поддержку.

Коды OCIS: 120.6160, 120.4290, 050.5080

Список источников:

1. Leendertz J.A., Butters J.N. An image-shearing speckle-pattern interferometer for measuring bending moments // Journal of Physics E: Scientific Instruments. 1973. V. 6. No. 11. P. 7–10.
2. Hung Y.Y., Taylor C.E. Speckle-shearing interferometric camera: a tool for measurement of derivatives of surfacedisplacement // Proc. SPIE. Developments in Laser Technology II. 1974. V. 0041. P. 169–175.
3. Pedrini G., Zou Y.L., Tiziani H.J. Quantitative evaluation of digital shearing interferogram using the spatial carrier method // Pure and Applied Optics: Journal of the European Optical Society Part A. 1996. V. 5. No. 3. P. 313–321.
4. Basanta B., Mohan N.K., Kothiyal M.P., Sirohi R.S. Use of spatial phase shifting technique in digital speckle pattern interferometry (DSPI) and digital shearography (DS) // Opt. Express. 2006. V. 14. No. 24. P. 11598–11607.

5. Xie X., Yang L.X., Xu N., Xu C. Michelson interferometer based spatial phase shift shearograph // Applied Optics. 2013. V. 52. No. 17. P. 4063-4071.
6. Wu S.J., He X.Y., Yang L.X. Enlarge the angle of view in Michelson-interferometer-based shearography by embedding a 4f system // Applied Optics. 2011. V. 50. No. 21. P. 3789–3794.
7. John A.M., David V.N., Lloyd M., Ephrahim G. Efficient power amplifiers for piezoelectric applications // Smart Materials and Structures. 1996. V. 5. No. 6. P. 766–775.
8. Hung Y.Y. Shearography: A novel and practical approach for nondestructive inspection // Journal of Nondestructive Evaluation. 1989. V. 8. No. 2. P. 55–67.
9. Xin X., Yang L.X., Xu C., Xu N., Wang Y.H. Review and comparsion of temporal- and spatial-phase shift speckle pattern interferometer for 3D deformation measurement // SPIE. 2013. V. 8916. P. 89160D–89160D–10.
10. Wang M. Study on detection of structural defects based on DSSPI. Master Thesis. Nanjing: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, 2011. P. 10–20.
11. Reddy J.N. An introduction to the finite element method. NY.: McGraw-Hill, 2006. 912 p.