Máy đo quang kỹ thuật số là một thiết bị đo quang học chính xác dựa trên nguyên tắc giao thoa quang phân cực. Nó được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực như kiểm tra tính chất cơ học vật liệu, phân tích ứng suất của các thành viên trong suốt và kiểm tra không phá hủy công nghiệp. Chức năng cốt lõi của nó là phân tích định lượng chênh lệch ứng suất chính bằng cách chụp các hiện tượng khúc xạ kép bên trong vật liệu do ứng suất, tạo ra một biểu đồ sọc màu trực quan (đẳng sắc tuyến). Sau đây là chi tiết sử dụng đặc điểm kỹ thuật:
Chuẩn bị và kiểm tra trước khi khởi động
1. Yêu cầu môi trường
Đảm bảo phòng thí nghiệm được bảo vệ khỏi ánh sáng và không có sự can thiệp của luồng không khí mạnh, tránh biến động nhiệt độ do ánh sáng mặt trời trực tiếp hoặc điều hòa không khí thổi thẳng. Nhiệt độ hoạt động lý tưởng là 20 ± 5 ℃, RH<60%.
Kiểm tra độ ổn định của bảng chống sốc, nếu cần thiết, hãy lắp thêm miếng đệm giảm xóc để ngăn chặn rung động nhỏ ảnh hưởng đến độ chính xác của đường dẫn ánh sáng.
2. Tự kiểm tra thiết bị
Sau khi bật nguồn máy chủ, hãy quan sát xem nguồn laser có khởi động bình thường hay không (thường là chùm tia màu đỏ hoặc xanh lá cây).
Kiểm tra độ sắc nét của hình ảnh xem trước của máy ảnh CCD, nếu có nhiễu hoặc góc tối, bạn cần điều chỉnh lại độ dài tiêu cự của ống kính.
Xác nhận rằng vị trí ban đầu của gương nâng, gương kiểm tra và một phần tư tấm sóng đã về 0 (có thể đạt được thông qua chức năng đặt lại phần mềm).
II. Chuẩn bị mẫu và kẹp
1. Yêu cầu mẫu
Mẫu được thử nghiệm phải là vật liệu trong suốt hoặc mờ (ví dụ: thủy tinh, nhựa, tinh thể, v.v.) và xử lý đánh bóng bề mặt để loại bỏ tiếng ồn tán xạ.
Các mẫu không danh nghĩa cần được xử lý thành vảy (độ dày đề nghị ≤5mm), kích thước quá lớn có thể gây biến dạng tập trung ứng suất cạnh.
2. Định vị chính xác
Đặt mẫu ở trung tâm của bàn mang quay, điều chỉnh nền tảng di chuyển ba chiều để mẫu nằm trong khu vực tiêu điểm của đường dẫn ánh sáng.
Căn chỉnh được hỗ trợ thông qua camera quan sát bên, đảm bảo chùm tia laser xuyên qua trung tâm hình học của mẫu theo chiều dọc và độ lệch không vượt quá ± 0,1mm.
III. Cài đặt tham số và thu thập dữ liệu
1. Cấu hình cơ bản
Chọn bộ lọc bước sóng phù hợp (đèn natri thông thường λ=589nm hoặc laser bán dẫn λ=635nm) để phù hợp với dải nhạy cảm của vật liệu.
Đặt thời gian phơi sáng (điển hình 50-200ms) và hệ số tăng, ưu tiên sử dụng chế độ phơi sáng tự động để thích ứng với các mẫu truyền ánh sáng khác nhau.
2. Kiểm soát đồng bộ
Kích hoạt chức năng xoay liên tục, kết hợp với camera tốc độ cao để thu thập hình ảnh giao thoa đa góc trong thời gian thực.
Đánh dấu thuật toán Phase Unpacked trong giao diện phần mềm để chuyển đổi các sọc vòng thành biểu đồ thang xám liên tục để tính toán chính xác.
IV. Phân tích và bảo quản dữ liệu
1. Phân tích thời gian thực
Sử dụng phần mềm tích hợp để xác định khoảng cách đẳng sắc, chênh lệch ứng suất chính được tính toán dựa trên công thức Δσ=N × f/t (N là chuỗi sọc và f/t là hằng số vật liệu).
Chuyển đổi Fourier có thể được sử dụng để tách tín hiệu lưỡng khúc trực giao với các trường ứng suất phức tạp.
2. Báo cáo đầu ra
Giữ lại các tham số EXIF khi xuất ảnh gốc (bao gồm thời gian phơi sáng, giá trị khẩu độ, v.v.) để dễ dàng tìm nguồn tiếp theo.
Xây dựng cơ sở dữ liệu thử nghiệm, liên kết các điều kiện tải với quá trình tiến hóa sọc, tạo ra các đám mây ứng suất động.
V. Bảo trì hàng ngày
Làm sạch ống kính quang học hàng ngày bằng bàn chải chống tĩnh điện, vô hiệu hóa lau dung môi hữu cơ;
Kiểm tra sự suy giảm năng lượng của ống laser hàng tháng, thay thế kịp thời các mô-đun lão hóa;
Tắt màn trập khi không sử dụng trong thời gian dài để chặn laser, và nắp chống bụi để bảo vệ chip cảm biến CCD.
Bằng cách tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật hoạt động trên, lợi thế về độ nhạy cao của máy đo ánh sáng kỹ thuật số có thể được phát huy đầy đủ và độ chính xác đo căng thẳng với độ phân giải lên đến 0,01MPa. Đề nghị kết hợp với kết quả mô phỏng phần tử hữu hạn để xác minh chéo, nâng cao độ tin cậy của dữ liệu.