基于散斑强度相关函数的表面粗糙度测量方法

激光经过被测表面反射和散射后,通过自由空间传播至观察面上形成散斑图像,其统计分布依赖于被测表面的微观形貌。分析此散斑图像的二阶统计特性,导出了强度变化的相关函数和表面粗糙度参数之间的关系。以表面粗糙平均值Ra分别为0.1靘, 0.2靘, 0.4靘和0.8靘的平磨标准金属样块形成的散斑图像为例,根据强度变化相关函数的离散化定义,计算得到该相关函数值。结果表明,表面越粗糙,散斑越分散,强度变化的相关函数波动越大。因此,该参数可以反映不同的粗糙面,用其作为表征表面粗糙度的特征参数,扩大了测量范围。该方法实验系统简单,对于实际测量环境要求不高,对震动不是非常敏感,适于在线测量。