高级检索

ISSN 1001-3806CN 51-1125/TN 网站地图

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量

陈晨 ,  郭晓明 ,  马军 ,  王文生

downloadPDF
文章导航 > 激光技术  > 2015 >  39(4): 497-500
引用本文:
shu
Citation:
shu

基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量

  • 1.

    长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022;

  • 2.

    中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033

    • 作者简介: 陈晨(1989-),女,硕士研究生,主要从事现代光学测试方面的研究。.
    通讯作者: 王文生, wwsciom@163.com
  • 基金项目:

    总装备部预研局十二五基金资助项目(5131xxxx103)

  • 中图分类号: TN247

Measurement of surface roughness based on laser angular-speckle correlation method

  • 1.

    College of Opto-electric Engineering, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, China;

  • 2.

    Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun 130033, China

    • Corresponding author: WANG Wensheng, wwsciom@163.com

  • CLC number: TN247

  • 摘要: 为了完成对精密机械表面粗糙度的精确测量,基于远场角度散斑强度的相关理论,采用激光散斑方法设计了表面粗糙度测量的实验光路。在实验光路中,将平面镜与待测粗糙表面固锁在一起,当转动待测粗糙表面时,平面镜与分束镜、接收屏组成了测量转动角度的光指针,提高了转动角度的测量准确度。在数据处理中,提出了基于MATLAB软件的角度散斑相关度峰值的计算方法,简化了测量步骤,提高了测量速度,进而利用相关度峰值计算求得表面粗糙度。利用设计和组建的系统对平铣表面粗糙度标准模块的表面粗糙度进行了实际测量,并对测量结果与标准样块的标称值进行比较,取得了较高的测量准确度。结果表明,此研究验证了激光散斑方法测量表面粗糙度的可行性,对进一步完善表面粗糙度的精密测量是有帮助的。
    Abstract: In order to complete accurate measurement of surface roughness of precision machinery, the experimental light path of surface roughness measurement was designed based on far-field angular-speckle correlation theory. In the measurement light path, a mirror was fixed together with the measured rough surface. While rotating the rough surface, a light pointer was composed by the mirror, beam splitter and receiving screen for measuring the rotation angle, and the measurement accuracy of the rotation angles was improved. During data processing, the peak value calculation method of angular-speckle correlation degree based on MATLAB software was proposed. By means of this method, the measurement procedure was simplified and the measurement speed was improved. And then, the surface roughness was calculated by using the correlation peak value method. As an example, the surface roughness of milling flat was measured. The measurement results were compared with the standard values. High accuracy of measurement was achieved. The results show that the feasibility of measuring the surface roughness by using laser speckle method is verified and the study is helpful to improve the precision measurement of surface roughness further.
  • [1]

    ZHOU L L, ZHAO X Z. In-process measurement of surface roughness using laser and other techniques[J]. Laser Journal,2004, 25(3):4-8(in Chinese).
    [2]

    WANG Zh P, ZHANG X F, ZHANG Y N. Progress on optical measurement of surface roughness[J]. Transducer and Microsystem Technologies, 2007, 26(9):4-6(in Chinese).
    [3]

    BERND R. Application of speckle-correlation methods to surface-roughness measurement: a theoretical study [J]. Journal of the Optical Society of America, 1986,3(8): 1297-1304.
    [4]

    LIU H B, ZHOU Y J, WANG Ch L. Surface roughness measurement based on dichormatic digital speckle correlation[J]. Acta Optica Sinica, 2011, 31(4):1-7(in Chinese).
    [5]

    ZHANG J W, YUAN Z H, ZHANG Y H. Analysis on large radius of curved surface Roughness trichoromatic laser autocorrelation measurement[J].Laser Optoelectronics Progress, 2011,48(1):41-45(in Chinese).
    [6]

    TOH S L, QUAN C, WOO K C, et al. Whole field surface roughness measurement by laser speckle correlation technique[J]. Optics Laser Technology, 2001, 33(6):427-434(in Chinese).
    [7]

    WANG J, LIU H B. Numercial simulation of surface-roughness measurement based on angular-speckle correlation method using spatial average[J]. Acta Optica Sinica, 2007, 27(2):260-264(in Chinese).
    [8]

    ULF P. Surface roughness measurement on machined surfaces using angular speckle correlation[J]. Journal of Materials Processing Technology,2006, 180(1/3):233-238.
    [9]

    YAMAGUCHI I, KOBAYASHI K, YAROSLAVSKY L. Measurement of surface roughness by speckle correlation[J]. Optical Engineering, 2004, 43(11):2753-2761.
    [10]

    LIU H B, LIU Ch L. Experimental research on surface roughness measurement using angular-speckle correlation[J].Acta Optica Sinica, 2009, 29(3):697-701(in Chinese).
    [11]

    LIU M. Study on the distribution properties of image plane speckle fields produced by Gaussian correlation weak scattering screens[J]. Acta Physica Sinica, 2013, 62(9): 094204(in Chinese).
    [12]

    LIANG Zh J, WANG K F, GU G Q, et al. Digital speckle image correlation method base on particle swarm optimization algorithm[J]. Laser Technology, 2014, 38(5): 603-607(in Chinese).
  • [1] 朱保华 , 黄静 , 张文涛 , 蒋曲博 , 周钦 . 基于灰度共生矩阵方法的激光散斑特性分析. 激光技术, 2012, 36(5): 620-622. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2012.05.011
    [2] 王俊松 , 张吴记 , 潘志伟 , 章美娟 , 汪卫华 , 杨锦宏 , 黄生洪 , 贺胜男 . 基于激光散斑数字图像相关法的热应变测量. 激光技术, 2023, 47(2): 171-177. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.02.003
    [3] 徐达 , 何凯平 , 熊伟 , 李华 , 高源 . 线激光散斑检测弹幕武器炮口振动测量方法. 激光技术, 2017, 41(6): 876-880. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.06.022
    [4] 李田泽 , 张静华 . 一种无触点快速测量表面粗糙度的方法. 激光技术, 1998, 22(4): 207-211.
    [5] null , . 电子调制的激光相干粗糙度测量技术研究. 激光技术, 2016, 40(3): 447-450. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.03.031
    [6] 王晓琳 , 贺锋涛 , 贾琼瑶 , 刘佳 . 基于光纤振动的激光散斑控制. 激光技术, 2014, 38(2): 177-180. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2014.02.007
    [7] 朱玉晗 , 贺锋涛 , 彭小龙 . 基于塑料光纤的激光散斑特性研究. 激光技术, 2016, 40(1): 122-125. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.01.027
    [8] 王静 , 贺锋涛 , 曹金凤 , 朱玉晗 , 左波 . 基于光纤振动的激光散斑抑制方法的研究. 激光技术, 2015, 39(5): 666-668. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.05.017
    [9] 白可 , 贺锋涛 , 张敏 , 孙力 . 基于灰度共生矩阵的激光散斑评价方法. 激光技术, 2016, 40(4): 479-482. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.04.005
    [10] 曹金凤 , 贺锋涛 . 基于图像功率谱的激光散斑评价方法. 激光技术, 2015, 39(3): 419-422. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2015.03.030
    [11] 刘睿诚 , 杨永强 , 王迪 . 选区激光熔化成型金属零件上表面粗糙度的研究. 激光技术, 2013, 37(4): 425-430. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2013.04.003
    [12] 石焕 , 朱弘 , 肖容 , 吴炬 , 张秋霞 , 钱荣欣 . 基于散斑图像的远程振动频率提取方法研究. 激光技术, 2016, 40(6): 801-805. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2016.06.006
    [13] 王亚伟 . 一种激光散斑法实时测量表面粗糙度的新方法. 激光技术, 1993, 17(3): 150-153.
    [14] 张辉 , 桑胜波 , 菅傲群 , 段倩倩 , 张文栋 . SOI纳米光波导表面粗糙度的研究进展. 激光技术, 2017, 41(3): 367-375. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.03.013
    [15] 俞海 , 刘云鹏 , 郭荣鑫 , 夏海廷 , 颜峰 . 数字图像相关法散斑图质量评价方法. 激光技术, 2020, 44(2): 237-243. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2020.02.018
    [16] 何国豪 , 劳子彬 , 甘宏海 , 曹明轩 , 付斌 , 刘志平 , 王颖 , 袁铭辉 . 工艺参数对SLM成形CuCrZr合金微流道粗糙度的影响. 激光技术, 2023, 47(5): 639-645. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2023.05.010
    [17] 李潇潇 , 张志恒 , 张效宇 , 曹杰君 , 曹兆楼 . 基于像散的光学元件厚度非接触测量研究. 激光技术, 2019, 43(6): 741-746. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2019.06.002
    [18] 武颖丽 , 吴振森 . 双程传输中粗糙面散射场统计特性的研究. 激光技术, 2011, 35(2): 234-237,241. doi: 10.3969/j.issn.1001-3806.2011.02.025
    [19] 胡林亭 , 史德民 , 李佩军 , 任成才 . 激光监测系统测量精度的检测方法. 激光技术, 2008, 32(6): 670-672.
    [20] 吴兆勇 , 杜正春 . 基于误差椭球的激光测量系统的不确定度分析. 激光技术, 2017, 41(1): 29-33. doi: 10.7510/jgjs.issn.1001-3806.2017.01.007
  • 加载中
WeChat 点击查看大图
计量
  • 文章访问数:  8249
  • HTML全文浏览量:  5635
  • PDF下载量:  548
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-07-03
  • 录用日期:  2014-11-13
  • 刊出日期:  2015-07-25

基于激光散斑角度相关法表面粗糙度测量

    通讯作者: 王文生, wwsciom@163.com
    作者简介: 陈晨(1989-),女,硕士研究生,主要从事现代光学测试方面的研究。
  • 1. 长春理工大学 光电工程学院, 长春 130022;
  • 2. 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 长春 130033
  • 收稿日期: 2014-07-03
  • 录用日期: 2014-11-13
  • 网络出版日期: 2015-07-25
基金项目:  总装备部预研局十二五基金资助项目(5131xxxx103)

摘要: 为了完成对精密机械表面粗糙度的精确测量,基于远场角度散斑强度的相关理论,采用激光散斑方法设计了表面粗糙度测量的实验光路。在实验光路中,将平面镜与待测粗糙表面固锁在一起,当转动待测粗糙表面时,平面镜与分束镜、接收屏组成了测量转动角度的光指针,提高了转动角度的测量准确度。在数据处理中,提出了基于MATLAB软件的角度散斑相关度峰值的计算方法,简化了测量步骤,提高了测量速度,进而利用相关度峰值计算求得表面粗糙度。利用设计和组建的系统对平铣表面粗糙度标准模块的表面粗糙度进行了实际测量,并对测量结果与标准样块的标称值进行比较,取得了较高的测量准确度。结果表明,此研究验证了激光散斑方法测量表面粗糙度的可行性,对进一步完善表面粗糙度的精密测量是有帮助的。

English Abstract

    全文HTML

参考文献 (12)

目录

    /

    返回文章
    返回

    版权所有 © 《激光技术》编辑部 工业和信息化部备案管理系统网站 蜀ICP备10038222号-1

    地址：成都市武侯区人民南路四段7号（成都238信箱） 邮政编码：610041  电话：028-68011091/68011046  Email： jgjs@vip.163.com,  jgjs@sina.com

    本系统由 北京仁和汇智信息技术有限公司 开发 技术支持： info@rhhz.net   百度统计