Luminescent powder technique in electronic speckle pattern photography

• Autorzy: Kułak J. , Suprynowicz K. , Pisarek J.

Identyfikatory

DOI

10.7862/rf.2019.pfe.2

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie proszków luminescencyjnych w cyfrowej fotografii plamkowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

For the generation of speckle images, a luminescent powder applied in a small amount to the sample surface and stimulated by UV radiation was used. We obtained fine-grained speckle patterns with very high contrast and small size of spots, The shape of the single speckle, unlike laser method, is circular, which is important for the effectiveness of the used digital image analysis methods. The measurements of displacements and deformations were made by use of digital image registration and its analysis using correlation procedures. The results are presented in the form of bitmaps, tables and graphs. The developed method was tested on flat wood specimens subjected to three-point bending.

PL

Do generacji obrazów plamkowych wykorzystano proszek luminescencyjny naniesiony w niewielkiej ilości na powierzchnię próbki i pobudzany do świecenia promieniowaniem UV. Uzyskano drobnoziarniste struktury plamkowe (speckle pattern) o bardzo wysokim kontraście i małym rozmiarze plamek, których kształt w przeciwieństwie do speckli laserowych jest kołowy, co ma istotne znaczenie dla skuteczności zastosowanych metod cyfrowej analizy obrazu. Pomiaru przemieszczeń i odkształceń dokonano poprzez cyfrową rejestrację obrazu i jego analizę przy użyciu procedur korelacyjnych. Wyniki zostały przedstawione poglądowo w postaci bitmap oraz w sposób bezpośredni w postaci tablic i wykresów. Opracowana metoda badawcza została przetestowana na płaskich próbkach drewnianych poddanych zginaniu trójpunktowemu.

Słowa kluczowe

EN

speckle metrology; electronic speckle; ESPI; white light speckle photography; experimental strain analysis; analize of speckle pattern; speckle pattern; luminescent powder

PL

metrologia plamkowa; speckle elektroniczne; fotografia plamkowa w świetle białym; eksperymentalna analiza odkształceń; analiza obrazów plamkowych; technika proszkowa; proszki luminescencyjne

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej
• Czasopismo: Physics for Economy
• Rocznik: 2019
• Tom: Vol. 3, No. 1
• Strony: 15--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 38 poz., rys.

Twórcy

autor

Kułak J.

• Jan Długosz University in Częstochowa, Institute of Technology and Safety Systems, Al. Armii Krajowej 13/15 42-200 Częstochowa

autor

Suprynowicz K.

• Warsaw University of Technology, Institute of Aeronautics and Applied Mechanics, Nowowiejska 24, 00-665 Warsaw, Poland

autor

Pisarek J.

• Private laboratory of experimental mechanics, ul. Kiedrzyńska 95 m 20, 42-200 Częstochowa, tel.[phone]

Bibliografia

• 1. A. Kułak – „Analiza stanów odkształcenia próbek drewnianych poddanych zginaniu trójpunktowemu” praca dyplomowa UJD 2019 (dostęp przez APD UJD)
• 2. Goodman J.W. – „Statistical properties of laser speckle patterns” In: Dainty JC, editor. Laser speckle and related phenomena. Berlin: Springer Verlag; 1975. p. 9–19775.
• 3. Erf R.K. – „Speckle metrology” - London: Academic Press; 1978.
• 4. Stetson J.A. – „A review of speckle photography and interferometry” Opt Eng 1975;14:482–9.
• 5. Rene Skov Hansen –„A compact ASPI system for displacement measurements of specurar reflecting or optical rough surfaces” – Optics and Lasers in Engineering 41 (2004), p.73-80
• 6. M.Francon - „Оптика спеклов” - изд. МИР,Москва 1980 (тлум. Ю.Островски)
• 7. J.Pisarek – „Doświadczalna analiza przemieszczeń i odkształceń metodami fotografii plamkowej w świetle białym” – rozprawa doktorska – Częstochowa 1987
• 8. J.Pisarek – „Оптико-цифрові методі і системi аналізу спеклограм для визначения полів перемещеь і дефщрмацій” = „Optyczno-cyfrowe metody analizy specklogramów prowadzące do wyznaczenia pól przemieszczeń i odkształceń.” Lwów 1996
• 9. Chen D.J., Chiang F.P., Tan Y.S., Don H.S., „Digital speckle displacement measurement using a complex spectrum method” Appl Opt 1993;32:1839–49.
• 10. Burch J.M., Tokarski J.M.J., „Production of multiple beam fringes from photo graphic scatters” Opt Acta 1968;15:101.
• 11. Archbold E., Ennos A.E., „Displacement measurement from double exposure photo- graphy”.-Opt Acta 1972;19:253–71.
• 12. C. Forno, „White light speckle photography for measuring deformation, strain and shape” - Opt. and Laser Techn. oct.1975. s. 217-221
• 13. W.Bachmacz, J.Pisarek-”Determination of Displacements of Plates and Shells by means of White Light Speckle Method”- 8-th Congress on Material Testing, Budapest 1982, p. 881-884
• 14. Pisarek- ”The Range and Precision of White Light Speckle Photography”- Fracture Mechanics - FMC Series No.26/1987, Seiten 147-155
• 15. Bielawski Radosław, Kowalik Michał, Suprynowicz Karol [i in.]: „Experimental study on the riveted joints in glass fibre reinforced plastics (GFRP)”, w: Archive of Mechanical Engineering, vol. 64, nr 3, 2017, s. 301-313
• 16. M.A. Kojdecki, ”O metodzie regularyzacji Tichonowa i przybliżonym rozwiązywaniu liniowych zagadnień niepoprawnie postawionych”- mat. „II Seminarium Metod Matematycznych Analizy obrazów Prążkowych” Częstochowa 1993, str.67-75
• 17. K. Suprynowicz, "Opracowanie optycznej metody wyznaczania pola odkształceń próbek pierścieniowych i jej wykorzystanie do badań właściwości mechanicznych tętnic" = ang: "Development of optical method for determining strain distribution in ringshaped aorta specimens and its application for determining mechanical properties of aorta’ – MEL Warszawa 2018
• 18. F. Labbe, „Strain-rate measurements by electronic speckle-pattern interferometry (ESPI)” Optics and Lasers in Engineering 45 (2007) 827–833, www.elsevier.com/locate/optlase
• 19. Fu-Pen Chiang, „Super resolution digital speckle photography for micro/nano measures” – Optics and laser Engineering 47 (2009), 274-279
• 20. Marcel Dekker, "White Light Speckle Metrology", in Speckle Metrology, ed. R. S. Sirohi, Inc. Chap. 7, 325-371, 1993.
• 21. Pramod K. Rastogi, „An Electronic Pattern Speckle Shearing Interferometer for The Measurement of Surface Slope Variations of Tree-Dimmensional Objects” – Optics and Laser in Engineering 26 (1997) 93-100 ©Elservier
• 22. Dieter Dirksena, Jan Gettkant, Guido Bischoffb, „Improved evaluation of electronic speckle pattern interferograms by photogrammetric image analysis” Optics and Lasers in Engineering 44 (2006) 443–454
• 23. Wu X.P., „Laser and white light speckle techniques in experimental mechanics” In: 2nd national congress exp. mech. Tianjing, China: Chinese Society ofMechanics; August 1980.
• 24. Asundi A., Chiang F-P. „Theory and applications of the white light speckle method for strain analysis” - Opt Eng 1982;21:570–80.
• 25. Chiang F.P., „Electron speckle photography. Some recent advances” Proc. Speckle 06: speckles, from grains to flowers. SPIE 2006;6341:1–5.
• 26. Chen D.J., Chiang F.P., „Computer-aided speckle interferometry using spectralamplitude fringes”- Appl Opt 1993;32:225–36.
• 27. Chen D.J, Chiang F.P., Tan Y.S., Don H.,S., „Digital speckle displacement measurement using a complex spectrum method” - Appl Opt 1993;32:1839–49.
• 28. D. Lecomptea, A. Smitsb, Sven Bossuytb, H. Solb, J. Vantommea, D. Van Hemelrijckb, A.M. Habrakenc, „Quality assessment of speckle patterns for digital image correlation” - Optics and Lasers in Engineering 44 (2006) 1132–1145
• 29. Jin Guanchanga, Wu Zhena, Bao Nikengb, Yao Xuefen, „Digital speckle correlation method with compensation technique for strain field measurements” - Optics and Lasers in Engineering 39 (2003) 457–464
• 30. K.M. Abedin, M. Wahadoszamen, A.F.M.Y. Haider, „Measurement of in-plane motions and rotations using a simple electronic speckle pattern interferometer” - Optics & Laser Technology 34 (2002) 293–298 www.elsevier.com/locate/optlastec
• 31. X.F. Yaoa, L.B. Menga, J.C. Jina, H.Y. Yeh, „Full-field deformation measurement of fiber composite pressure vessel using digital speckle correlation method” - Optics and Lasers in Engineering 41 (2004) 73–80 Optics & Laser Technology 35 (2003) 639–643 www.elsevier.com/locate/optlastec
• 32. Kyung-Suk Kima, Ki-Soo Kangb, Young-June Kangc, Seong-Kyun Cheongd, „Analysis of an internal crack of pressure pipeline using ESPI and shearography” - Optics & Laser Technology 35 (2003) 639–643 www.elsevier.com/locate/optlastec
• 33. Carlos Perez Lopez, Fernando Mendoza Santoyoa, Ramon Rodrigez Veraa, Marcelo Funes Gallanzib, „Separation of vibration fringe data from rotating object fringes using pulsed ESPI” Optics and Lasers in Engineering 38 (2002) 145–152
• 34. Ferenc Gymesi, Szabolcs Mike, „One-wavelength in-plane rotation analysis in electronic speckle pattern interferometry” - Optics and Lasers in Engineering 35 (2001) 33-40
• 35. Linda Larssona, Mikael Sjodahl, Fredrik Thuvanderb, „Microscopic 3-D displacement field measurements using digital speckle photography” - Optics and Lasers in Engineering 41 (2004) 767–777
• 36. Jean-Pierre de Vaujany, Michele Guingand, "EPSI validation for cylindrical gears”Optics and Lasers in Engineering 42 (2004) 447–459
• 37. Adrian U.J. Yapa, Albert C.S. Tana, C. Quanc, „Non-destructive characterization of resin-based filling materials using Electronic Speckle Pattern Interferometry Dental Materials” (2004) 20, 377–382 http://intl.elsevierhealth.com/journals/dema
• 38. John P. Barranger, „Two-Dimensional Surface Strain Measurement Based on a Variation of Yamaguchi's Laser-Speckle Strain Gauge” - NASA Technical Memorandum 103162

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).