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為力學實驗室儀器而生
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為力學實驗室儀器而生
剪切電子散斑干涉術是一種測量離面位移導數場的激光干涉測量新技術。除了電子散斑干涉術（ESPI，Electronic Speckle Pattern Interferometry）的許多優點外，還有光路簡單，對測量環境要求低等特點。由于剪切電子散斑干涉是測量位移導數，因此，在自動消除剛體位移的同時對于缺陷受載的應變集中十分靈敏。因此被廣泛地應用于無損檢測（NDT，nondestructive testina）領域。該儀器使用大功率綠色半導體激光器作光源，配備電子散斑條紋實時處理軟件，操作方便，便于攜帶，可用于現場測量。采用相移技術分析條紋，可獲得離面位移導數場的全場數據。
主要技術指標∶
1.光源∶半導體激光器，功率20mW，波長532nm
2.定焦鏡頭∶C接口，配進口25mm定焦鏡頭
3.相機∶1280×1024 USB攝像頭
4.工作距離∶400~1000mm
5.光學平臺∶1200mm X800mm
6.圖像采集分辨率∶1280×1024
7.剪切角∶0° ±5°連續可調
8.軟件∶ 條紋實時顯示，圖像處理
9.演示試件∶圓盤受均布載荷
10.條紋分辨率∶1/20級條紋（13.3nm）
主要配置∶
主機∶ 1臺
25mm定焦鏡頭∶1個
20mW半導體激光器∶1臺
1200mmX800mm 光學平臺：1套
相移控制器∶1套
圓盤受均布載荷試件∶1套
電腦∶1臺
圖像采集及處理軟件∶1套
原理示意：
剪切散斑的基本原理是散斑照相和剪切機理的結合，它是在散斑照相的基礎上，通過不同的錯位元件，把單光束散斑變為雙光束散斑，因而它具有雙光束散斑的特性，即原始波面與錯位的波面之間將產生干涉。
離面位移梯度測量原理如圖2所示，物體A的散斑場經過小剪切棱鏡、偏振片和CCD的物鏡，在CCD攝像機的靶面上形成兩幅錯位量為Δ的像，并在CCD靶面上相干涉。
使用方法：
用均勻的白光作為光源照射在被測物表面，為了便于觀察，可將標定紙(圖示帶有“十”字的卡片)貼在被測物表面，在計算機顯示屏上觀察并同時調節物距使成像清晰，如圖示在錯位棱鏡的光路中十字形錯開成兩個像。
將白光光源關閉，打開激光器電源使得其出光。調節擴束鏡，使光均勻擴散在試件表面，將貼在試件上的標定紙拿下，分別采集變形前后干涉圖像并實時相減，即可獲得全場離面位移導數圖像。
實驗案例：鋁蜂窩板激光散斑檢測實驗
本次實驗用的蜂窩板是鋁蜂窩板，先后買了厚度為17.45mm和8.5mm的蜂窩板，14.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為：長(150mm);寬(100mm)，外邊已鑲好。8.5mm厚的鋁蜂窩板尺寸大小為：長(250mm);寬(200mm)，外邊未鑲。如圖：
實驗步驟：
1.調整儀器設備至正常工作狀態;
2.將蜂窩夾芯板固定在實驗臺上，激光器發出的激光經擴束鏡擴束后完整覆蓋夾芯板，調整剪切散斑位置，使CCD視野清晰并完整覆蓋夾芯板;
3.采用熱加載的方式，熱源為大功率電吹風，加熱使蜂窩板產生離面微變形;
4.在室溫下自然冷卻，冷卻過程中采集散斑干涉條紋圖。
實驗結果及分析
1、14.5mm厚鋁蜂窩板實驗結果
可以看出，缺陷部位并沒有被測試出來。由此可分析可能由于此蜂窩板太厚，或蜂窩紙與鋁板連接的膠水太薄，導致即使去除了蜂窩紙與鋁板的連接，影響結果也不是很大。故實驗結果不明顯。
2、8.5mm厚鋁蜂窩板實驗結果
(1)在圖示部位給蜂窩板制造出長為33mm的缺陷，測得的圖形為：
(2)在圖示部位給蜂窩板制造出48mm的缺陷，測得的圖形為：
經過這兩種試驗結果的對比，對于厚度較薄的蜂窩板，實驗效果明顯可見。
注:要想能夠順利檢測出待測物的缺陷，要滿足加載后(機械、熱、高音頻或真空加載)材料不僅能夠產生離面位移，而且缺陷兩側材料要能夠產生不同的程度地離面位移，才能檢測出缺陷的部位，大小。
應用范圍
一般表面變形測量;離面位移測量;面內應變測量;殘余應力測量;缺陷檢測;密封情況評估;氣體泄漏探測……
