度层。测量检测折射率变化或确定表面变化不同时进行。这些折射指数变化分析已经进行数次结论总是相似，如果在实验条件允许条件下：附近变化是一致靠近样品表面除在接近样品底部区域，当折射率变化达到一个静止情况。分析表面变化现在让我们来分析折射率变化怎么能影响面变化测量。图示出与表面获得了一些典型相位差图改变设置（图（a））。可以看出，相位图对比度最高两个条上每一侧图像。他们是覆盖条，不腐蚀。这些条带已经被用来设置绝对相位差，根据需要为绝对相位测量。此设置将完全从去除中发生硫酸铜溶液折射率变化接近表面上，当在Z-平均值变化是恒定沿上所述表面，如上一节中所述。此外，该程序还可以使它明显，如果他们不是恒定。在图中所示映射中，零相位已经在条带上部设置。两片提供有关非均匀折射资讯指数变化上相位差。在两个相同高度条带相位值是相同，表示折射率为在水平方向（X轴）恒定。然而，在垂直方向（Y轴），有一个相位差梯度，这)(sin,(),(oizoixaoLyxLyxLnyx（）其中i和o是ik和ok和曲面法线之间角度。当只有),(yxLz位移发生，相位差图是),(yxLz图。在研究腐蚀过程这项工作中，),(yxLz不是一个位移，它与在样品表面上腐蚀层联系在一起。对于只有折射率变化情况下，相差异可以表示为doonndl（）其中，l指位置沿着光束行进路径和d是总长度与折射率变化当用DSPI进行了实验，而表面浸渍在腐蚀溶液中，由于双方腐蚀深度和溶液折射率变化可以发生相位变化。在这种情况下，总相位差将是nL，忽略高阶时条款。由于我们只注重测量腐蚀深度，以确定n用于从取出实测是有必要。测量φn腐蚀发生同时,DSPI设置使用如图所示。在这情况下,照明光束通过一个磨砂玻璃。斑纹产生波传播方向X轴,通过前面液体腐蚀表面(样本)。这种斑纹波相位变化是由折射率变化发生在腐蚀电池前面示例。因此,在这种情况下沿x轴d是永远不会比腐蚀电池长,相位差图是平均折射率改变图来源由于溶液腐蚀过程浓度变化实验装置.腐蚀设置在这项工作中所分析腐蚀过程是在表面光滑铜棒浸渍在.米硫酸铜溶液。两容器硫酸铜（毫米㎜mm）放置在彼此平行有毫米间隔电解槽内。这两个电解槽之间电流为.mA时。在本实验中，所观察到样品是连接杆内表面到正极。观察铜在溶器中发生氧化过程中，失去铜原子从它表面。被应用到所有铜容器表面，除了那些相对表面。这限制了在这两个面氧化-还原处理。此外，观察到两个垂直条纹被施加在表面上垂直边缘，以具有一些局部不变.是适用于所有铜条,除了相对两个表面。这限制了在这两个面上氧化还原过程。此外,被观察到两个垂直条纹是在应用于垂直表面边缘,局部深度不变。因为只有毫米铜沉浸在容器硫酸铜溶液里,腐蚀过程发生在一个.平方毫米区域,腐蚀电流密度.mAmm-。为一个统一腐蚀过程,当前密度值将产生腐蚀层增长速度.h-μm。.光学设置DSPI测量mW连续氦氖激光器(λ=海里)DSPI光学设置。激光光束分裂成两束光楔板。一束被送入一个光纤和输出光束作为参考光。使主要激光束平行后,照射粗糙表面。光散射表面成像在CCD毫米会聚透镜焦距,光圈f/。CCD传感器有(垂直)像素(水平),一个.μm像素大小。光纤和成像镜头光圈被放置CCD在相同距离。一个分束器结合物光和参考光方法。在图中,可以看到Z轴始终是作为正常样品表面。在设置用于测量表面(图(a)和变化(b)),照明和对象之间角度和样品表面正常),(.)cos(cos),(yxnyxdLoiaoLc()这相当于约.微米/边缘，令an=.时测量硫酸铜溶液折射率。这折射率已被阿贝折射计测量在测量折射率变化（图（c））设置中，照明光束和物光束是垂直于成像面（毛玻璃）和平行到样品表面。这种设置使我们能够衡量沿着腐蚀电池长度折射率变化。得到其平均变化，取D=.毫米作为样品面长度，如),(.),(),(zyndnzyzynnaaon()这相当于大约.-折射率变化每条纹，对于an=.系列影像记录每秒与采取了曝光毫秒（毫秒折射率测量）倍在目前实验电流.毫安被后施加分钟秒。已关闭过程记录，目前停止后秒。所有图像被记录与浸没在样品硫酸铜溶液。分析折射率变化让我们先来分析在诱导腐蚀过程硫酸铜溶液折射率变化。图示出了与获得一些典型折射率变化设置相位差图（图（c））。铜槽上看到右侧图像。垂直边缘对应于腐蚀表面，它有一些模糊。模糊区域对应于所产生衍射干涉光束穿过它。它可以看出，一个非常狭窄区域靠近铜棒材表面折射率变化是有限。这些变化产生条纹几乎平行于铜棒表面。铜槽相位差为时和接近其表面时会增加。这表明腐蚀过程折射率接近与物体表面时增加，并且结果是，随着时间推移。秒后出现一个条纹（图（a））和秒后条纹（图（b））。然而，从那时起，被观察到几乎没有折射率变化（图（c）），这表明已经达到一个静止状态。当电流被切换断时，折射率变化是相反，如图所得减少条纹数目（图（d））。另一折射率变化重要特征是垂直（Y）方向它们是靠近均匀，除在该区域靠近样品底部。因此，他们很可能是也将是均匀垂直方向（X）。在溶有关液腐蚀过程中折射率变化由于浓度变化。铜离子从铜杆电拉电流。由于离子移动所施加电场和扩散，从而产生浓度梯度。梯度已观察距离为.mm以上短物体表面上。相位差对应于n值沿腐蚀电池长度集成（即毫米），那里有液体。然而，折射指数变化只发生在一个距离，该距离稍大于暴露于腐蚀长度。在我们例子中，据估计，这个长度可以是约毫米。使用等式（），它可以被估计最大平均折射率变化为.-，显示了DSPI高灵敏度。折射率变化为在图（a）所述设置，估计是因为对于只有毫米较小一体化是在表面法线方向（图（c）），这是两倍厚度长度观察到折射率梯度层。测量检测折射率变化或确定表面变化不同时进行。这些折射指数变化分析已经进行数次结论总是相似，如果在实验条件允许条件下：附近变化是一致靠近样品表面除在接近样品底部区域，当折射率变化达到一个静止情况。分析表面变化现在让我们来分析折射率变化怎么能影响面变化测量。图示出与表面获得了一些典型相位差图改变设置（图（a））。可以看出，相位图对比度最高两个条上每一侧图像。他们是覆盖条，不腐蚀。这些条带已经被用来设置绝对相位差，根据需要为绝对相位测量。此设置将完全从去除中发生硫酸铜溶液折射率变化接近表面上，当在Z-平均值变化是恒定沿上所述表面，如上一节中所述。此外，该程序还可以使它明显，如果他们不是恒定。在图中所示映射中，零相位已经在条带上部设置。两片提供有关非均匀折射资讯指数变化上相位差。在两个相同高度条带相位值是相同，表示折射率为在水平方向（X轴）恒定。然而，在垂直方向（Y轴），有一个相位差梯度，这出于这个原因，为了执行这DSPI和地形之间定量比较测量，新测量方法已经进行了看着较小区域。图（a）示出区域地形平方微米腐蚀前样本。地形清楚地显示了晶粒显微组织，具有典型微米量级尺寸大小。表面是非常平坦，表面高度最大差别在-微米范围内不同点之间。表面这个区域粗糙度为.微米。后地形腐蚀过程示于图（b）所示。可以观察到该腐蚀主要发生在小腔，其尺寸为-微米与深度顺序顺序为μm。样品粗糙度提高到.微米。它重要是要注意到，由于没有在这些参考点观察，共焦测量不给绝对Z坐标。其结果，主信息，可以而获得，当这两个拓朴图中减去，不腐蚀深度绝对值，但只显示在腐蚀状态差异相对值对于在表面上不同点。表面形貌已经记录了更高空间分辨率比DSPI实验。共聚焦显微镜放大倍率记录了每一个点.微米。DSPI测量较低空间分辨率不允许我们解决这个小特点非均匀腐蚀过程。放大倍率为DSPI在该实验中测量为.微米/像素在横向和.微米/像素垂直。这也反映在一种是与这两种技术获得结果。如图（a）示出了与DSPI确定表面高度变化实验。图（b）表示表面变化通过减去数字得到（a）和（b）所示。空间分辨率显然是非常不同两种情况下，重要差额在被测物表面高度也观察相关腐蚀层深度。我们认为起源这些差异在于不同空间分辨率这两种技术。这证实了与工作用共聚焦显微镜在以下所获得数据方法。（ⅰ）平均点过滤器已被应用到数据。（ⅱ）一个抽样已通过采取每点进行.微米。（ⅲ）之前平均过滤器已被再次施加（IV）新采样过程已经完成，此时取一个点每微米其结果列于图中给出（c）所示。差异在表面上两个点之间高度已经降低到原始值，并已成为更接近DSPI结果。结果，DSPI测量会同意与表面形貌数据更均匀腐蚀更好流程。我们已经指出，DSPI不能提供详细介绍了腐蚀过程共焦程度相同显微镜一样。但是，我们也要跟着也强调优势DSPI在共聚焦显微镜。首先，可以DSPI采取就地测量和比共聚焦快得多显微镜。此外，DSPI直接测量表面变化，因此，它不需要重新定位样品后腐蚀过程。使用不腐蚀条使得可以进行测量，而样品是浸渍在腐蚀溶液，因为它提供了一种方法来从慢变折射率删除任何贡献变化。评估腐蚀速率比DSPI允许我们在任何时候获得D腐蚀地图腐蚀过程，从而提供了关于信息耐腐蚀等级每个表面点时间演化。在这些测量中误差估计将在下面。图示出了腐蚀时间演化层在图中给出四个不同区域，它是观察到腐蚀过程不是在时间上恒定对于所有点。在各区域给定点（c）中，（e）和（f）所示，腐蚀速率为第分钟，大约是相同，但它随时间增加，成为.微米小时-，.微米H-和.微米H-，分别在过去分钟。正如预期那样，无腐蚀在所有点（四）在被观察到。虽然这些腐蚀速率值不对应于由于以假乱真在我们DSPI测量低空间分辨率，这些因为它们使我们能够获得比结果是有用腐蚀速率在不同点表面[]之间。为了比较，让我们考虑区域（a）和（f）所示由于他们是非常接近保护区中，台阶尺寸测量用在样品形貌共焦显微镜是唯一相关腐蚀过程，并从图中得到结果（B）可以直接与它进化。在情况下区域（c）中，步骤深度为.微米，而在区域（f）中值.微米已测。它们之间比率是.，非常接近.比例从DSPI测量得到（图）。结论为了应用DSPI测量，以评估演变金属试样腐蚀过程浸渍在中腐蚀性溶液，有必要测量折射率变化发生在溶液中。它已经显示关于液体折射率变化信息可以具有一定DSPI设置获得。一旦这方面贡献进行评估，该变化表面因腐蚀过程进行分析。DSPI始终提供有关重要定性信息中不同部分中腐蚀速率差别表面。它已经计算出DSPI分析平均值超过平方微米量级区域表面变化。该该技术分辨率由记录来确定安装和通过滤波处理。出于这个原因，当腐蚀集中在腔是比这更小区域，腐蚀层厚度所确定由DSPI数据比实际值小，估计为从共聚焦显微镜测量。更好协议在腐蚀过程中产生变化，预计统一在较大尺度。DSP技术这些可能性和局限性已通过测量变化表面分析沉浸在.M硫酸铜溶液两个铜条时，.毫安电流施加在它们之间。它一直确定该腐蚀是不均匀，并产生直径为约-微米小孔。结果与DSPI表现出良好质量获得一致通过共聚焦显微镜确定最终显微组织，这两种技术差异是由于不同空间分辨率。确定腐蚀速度值，可以与DSPI获得不地形完全匹配变型中，它们可以被用来在比较表面不同区域腐蚀速率。那些其他实验技术获得腐蚀速率比与DSPI得到很好地符合。        中文7233字出处：MeasurementScienceandTechnology,2013,24(7):075204毕业论文Possibilitiesandlimitationsofdigitalspecklepatterninterferometryintheanalysisofcorrosionprocessesinmetallicmaterials数字散斑干涉技术在分析金属材料腐蚀过程的可能性和局限性学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：光电信息工程指导教师：2014年6月2数字散斑干涉技术在分析金属材料腐蚀过程的可能性和局限性摘要数字散斑干涉技术(DSPI)已经应用于评估铜电极表面的腐蚀水平在沉浸于0.1米的硫酸铜溶液里时。
   &nb)(sin,(),(oizoixaoLyxLyxLnyx（）其中i和o是ik和ok和曲面法线之间角度。当只有),(yxLz位移发生，相位差图是),(yxLz图。在研究腐蚀过程这项工作中，),(yxLz不是一个位移，它与在样品表面上腐蚀层联系在一起。对于只有折射率变化情况下，相差异可以表示为doonndl（）其中，l指位置沿着光束行进路径和d是总长度与折射率变化当用DSPI进行了实验，而表面浸渍在腐蚀溶液中，由于双方腐蚀深度和溶液折射率变化可以发生相位变化。在这种情况下，总相位差将是nL，忽略高阶时条款。由于我们只注重测量腐蚀深度，以确定n用于从取出实测是有必要。测量φn腐蚀发生同时,DSPI设置使用如图所示。在这情况下,照明光束通过一个磨砂玻璃。斑纹产生波传播方向X轴,通过前面液体腐蚀表面(样本)。这种斑纹波相位变中文字出处：MeasurementScienceandTechnology,,():毕业论文Possibilitiesandlimitationsofdigitalspecklepatterninterferometryintheanalysisofcorrosionprocessesinmetallicmaterials数字散斑干涉技术在分析金属材料腐蚀过程可能性和局限性学生姓名：学号：学院：信息与通信工程学院专业：光电信息工程指导教师：年月数字散斑干涉技术在分析金属材料腐蚀过程可能性和局限性摘要数字散斑干涉技术(DSPI)已经应用于评估铜电极表面腐蚀水平在沉浸于.米硫酸铜溶液里时。腐蚀过程已经被应用感应两个这样金属铜电极之间电流。腐蚀过程可能引起变化不仅在电极表面而且在溶液中光折射率。不同DSPI实验设置已经被提出了对于评估贡献和移除折射率贡献。电极表面变化作为标准通过DSPI已经被比较和地形数据获得共焦显微镜。共焦显微镜数据表明,腐蚀过程可以小规模重现。DSPI可能性和局限性在测量不均匀腐蚀过程已经被分析。关键词:散斑干涉法、腐蚀、金属表面介绍腐蚀是一个大问题在工业上恶化材料性能,有时造成破坏。通常情况下,腐蚀与重要表面改变被联系在一起。这些影响早期检测以预防为目是非常有用。允许腐蚀检测与样品没有物理接触真是很有趣技术。从这个意义上讲,光学技术,由于其无损性和非接触式特点,已经被应用与获取现场测定作为一种替代传统接触方法。局部腐蚀一般出现在表面被动层攻击恶劣环境，这在某些情况下是液态腐蚀性溶液把腐蚀金属样品沉浸在清澈溶液中通过测量折射率在液体中改变研究了金属样品腐蚀过程。在这种背景下,全息干涉法应用监测水腐蚀过程解决方案,和全球信息进化数量边缘可以检索。数字全息术已被用于测量折射率变化在电化学反应中通过内联记录系统。散斑干涉法,使用双光束干涉记录系统,已被应用于获得全球腐蚀速率值。腐蚀表面处理是局部，不均匀，该技术被应用于提供非常有用在表面上二维信息。从这个意义上讲,数字散斑摄影已经应用到表面可视化通过记录相关系数发展变化。数字散斑干涉技术(DSPI)已经被用于在变化各方面样品表面同时获取信息。DSPI已经应用于测量腐蚀层厚度通过把金属腐蚀层样品沉浸在腐蚀性溶液。在这种情况下,从液体提取样品之后测量值被执行在空气中。一些一直尝试检测把金属表面沉浸在液体腐蚀性溶液变化。在这工作中,DSPI适用性研究腐蚀过程进化在样品一直沉浸在溶液被腐蚀。腐蚀引起应用给定两个铜电极之间电流沉浸在.米硫酸铜溶液一个电解池中。这项工作目是确定哪些信息关于腐蚀过程中可以描述条件能被DSPI获得。敏感性和准确性局限性将被分析当定量信息被恢复。概念DSPI是一种广泛使用,众所周知技术,与实现它们所描述文学不同。DSPI特点这些相关工作可以描述如下()一个粗糙表面成像到CCD传感器相机()表面激光散射(斑纹波)化合平稳激光束和干扰被传感器记录()空间相位转移(SPS)被应用于获得使用散射光(随机)阶段示意图。进行傅里叶变换是分析方法()相位差示意图是通过减去两个不同时间瞬间阶段()该范围内包裹相位差为[-π，π]被映射为灰度级别，可视化。低通滤波器和相位展开过程中所用为了获得定量信息，估计λ/准确性。相位差,，都直接关系到光路长度变化，。是由局部表面产生两个位移，L和通过沿折射率变化光路中，n。对于只有表面位移情况下，相差异可以表示为LKL，其中)(iokkK是灵敏度向量和ki和高是照明和观察向量。ki和ko有相同幅度，oank/，其中an是介质表面和周围间折射率，o是在空气中波长。我们将分别指是矢量方向作为iu和ou。因此，L可以表示为KioaOioaOLLuunLuun)(()其中KL是表面位移投影沿灵敏度矢量方向在我们实验中，表面粗糙金属表面（样品）在电解槽内。对于Z轴沿着表面正常，令iyk，忽略oyk，等式（）可以表示为)cos)(cos,()sin)(sin,(),(oizoixaoLyxLyxLnyx（）其中i和o是ik和ok和曲面法线之间角度。当只有),(yxLz位移发生，相位差图是),(yxLz图。在研究腐蚀过程这项工作中，),(yxLz不是一个位移，它与在样品表面上腐蚀层联系在一起。对于只有折射率变化情况下，相差异可以表示为doonndl（）其中，l指位置沿着光束行进路径和d是总长度与折射率变化当用DSPI进行了实验，而表面浸渍在腐蚀溶液中，由于双方腐蚀深度和溶液折射率变化可以发生相位变化。在这种情况下，总相位差将是nL，忽略高阶时条款。由于我们只注重测量腐蚀深度，以确定n用于从取出实测是有必要。测量φn腐蚀发生同时,DSPI设置使用如图所示。在这情况下,照明光束通过一个磨砂玻璃。斑纹产生波传播方向X轴,通过前面液体腐蚀表面(样本)。这种斑纹波相位变化是由折射率变化发生在腐蚀电池前面示例。因此,在这种情况下沿x轴d是永远不会比腐蚀电池长,相位差图是平均折射率改变图来源由于溶液腐蚀过程浓度变化实验装置.腐蚀设置在这项工作中所分析腐蚀过程是在表面光滑铜棒浸渍在.米硫酸铜溶液。两容器硫酸铜（毫米㎜mm）放置在彼此平行有毫米间隔电解槽内。这两个电解槽之间电流为.mA时。在本实验中，所观察到样品是连接杆内表面到正极。观察铜在溶器中发生氧化过程中，失去铜原子从它表面。被应用到所有铜容器表面，除了那些相对表面。这限制了在这两个面氧化-还原处理。此外，观察到两个垂直条纹被施加在表面上垂直边缘，以具有一些局部不变.是适用于所有铜条,除了相对两个表面。这限制了在这两个面上氧化还原过程。此外,被观察到两个垂直条纹是在应用于垂直表面边缘,局部深度不变。因为只有毫米铜沉浸在容器硫酸铜溶液里,腐蚀过程发生在一个.平方毫米区域,腐蚀电流密度.mAmm-。为一个统一腐蚀过程,当前密度值将产生腐蚀层增长速度.h-μm。.光学设置DSPI测量mW连续氦氖激光器(λ=海里)DSPI光学设置。激光光束分裂成两束光楔板。一束被送入一个光纤和输出光束作为参考光。使主要激光束平行后,照射粗糙表面。光散射表面成像在CCD毫米会聚透镜焦距,光圈f/。CCD传感器有(垂直)像素(水平),一个.μm像素大小。光纤和成像镜头光圈被放置CCD在相同距离。一个分束器结合物光和参考光方法。在图中,可以看到Z轴始终是作为正常样品表面。在设置用于测量表面(图(a)和变化(b)),照明和对象之间角度和样品表面正常),(.)cos(cos),(yxnyxdLoiaoLc()这相当于约.微米/边缘，令an=.时测量硫酸铜溶液折射率。这折射率已被阿贝折射计测量在测量折射率变化（图（c））设置中，照明光束和物光束是垂直于成像面（毛玻璃）和平行到样品表面。这种设置使我们能够衡量沿着腐蚀电池长度折射率变化。得到其平均变化，取D=.毫米作为样品面长度，如),(.),(),(zyndnzyzynnaaon()这相当于大约.-折射率变化每条纹，对于an=.系列影像记录每秒与采取了曝光毫秒（毫秒折射率测量）倍在目前实验电流.毫安被后施加分钟秒。已关闭过程记录，目前停止后秒。所有图像被记录与浸没在样品硫酸铜溶液。分析折射率变化让我们先来分析在诱导腐蚀过程硫酸铜溶液折射率变化。图示出了与获得一些典型折射率变化设置相位差图（图（c））。铜槽上看到右侧图像。垂直边缘对应于腐蚀表面，它有一些模糊。模糊区域对应于所产生衍射干涉光束穿过它。它可以看出，一个非常狭窄区域靠近铜棒材表面折射率变化是有限。这些变化产生条纹几乎平行于铜棒表面。铜槽相位差为时和接近其表面时会增加。这表明腐蚀过程折射率接近与物体表面时增加，并且结果是，随着时间推移。秒后出现一个条纹（图（a））和秒后条纹（图（b））。然而，从那时起，被观察到几乎没有折射率变化（图（c）），这表明已经达到一个静止状态。当电流被切换断时，折射率变化是相反，如图所得减少条纹数目（图（d））。另一折射率变化重要特征是垂直（Y）方向它们是靠近均匀，除在该区域靠近样品底部。因此，

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