Martin Wurm,
"Dehnungsmessung mit Laser-Speckles"
, 6-2005
Original Titel:
Dehnungsmessung mit Laser-Speckles
Sprache des Titels:
Deutsch
Original Kurzfassung:
Im Zuge der Diplomarbeit wurden zwei Systeme zur Dehnungsmessung untersucht die
auf Laser{Speckles basieren. Dabei handelte es sich um ein Laser{Speckle{Extensometer,
kurz LSE und einen örtlich aulösenden Laser{Speckle{Dehnungssensor, kurz LSDS.
Der Unterschied zwischen beiden liegt in der optischen Konfiguration: Das LSE bildet
zwei subjektive Specklesmuster auf eine Kamera ab, der Laser{Speckle{Dehnungssensor
hingegen bildet objektive Specklesmuster von einem beleuchteten Bereich auf zwei Kameras
ab. Die Proben{Oberfläche wurden dabei mit CCD-Zeilenkameras beobachtet.
Für das LSE wurde ein mathematisches Modell aufgestellt und daraus ein digitaler
Signalverarbeitungs-Algorithmus abgeleitet, für das LSDS wurde das Modell von Yamaguchi
Ichiro übernommen und der selbe Algorithmus verwendet. Die mit den CCD-
Kamera aufgenommenen Bildzeilen-Daten wurden mit einem im Rahmen dieser Arbeit
in Matlab implementierten Algorithmus ausgewertet um die Dehnung der Proben zu
errechnen. Das bereits existierende LSE-Messystem lieferte bei sämtlichen Versuchen
sehr befriedigende Ergebnisse. Bei genauerer Untersuchung der Bildzeilen konnte festgestellt
werden, dass der verwendete CCD-Chip bei nahezu homogener Beleuchtung über
die Chip-Fläche unterschiedliche Ausgangspegel für gerade und ungerade Pixel liefert.
Diese Ungleichmäßigkeit hatte bei allen durchgeführten Versuchen zwar keinen merkbaren
Einfluß, sollte aber als potenzielle Fehlerquelle bei ähnlichen Messungen in Zukunft
berücksichtigt werden.
Sprache der Kurzfassung:
Deutsch
Englische Kurzfassung:
In the course of this thesis two systems for strain measurement based on laser speck-
les were examined. The two laser{speckles{sensors concerned were the laser{speckle{
extensometer, in short LSE, and the locally operating laser{speckle{strain{sensor, in
short LSDS. The difference between the two systems basically lies in their optical confguration: the LSE uses two patterns of subjective speckles projected onto a single camera,
the LSDS on the other hand images patterns of objective speckles of laser illuminated
areas onto two cameras. A mathematical model for the LSE has been worked out and a
digital signal processing algorithm has been derived from it. For the LSDS the model of
Yamaguchi Ichiro was used employing the same algorithm as the LSE.
In the course of this work the displacement for the line scan data derived from CCD-
cameras were analyzed by the algorithm been implemented in Matlab in order to calculate the extension of the samples. The LSE measuring system already existing produced
satisfying results in all the experiments. While inspecting the line scan data more closely
it was found that the CCD{chip used showed an offset error difference for even and odd
pixels. Though this irregularity did not have too much of an in
uence on the experiments, it should be taken into consideration as a potential source of error in the future.