Mezi jednoduché a experimentálně nenáročné optické topografické metody lze zařadit moaré metodu. Tato metoda umožní zviditelnit reliéf zkoumaného difúzního povrchu pomocí moaré proužků, které představují prakticky vrstevnice. Moaré metoda se využívá pro měření tvarů různých strojírenských součástek, při kontrole tvarů plastických objektů, ale také v medicíně pro kontrolu tvaru lidského těla apod. Metodu lze však využít i pro měření deformací či posuvů difúzních povrchů, a to porovnáním dvou topografických záznamů. Citlivost moaré metody pro topografická měření bývá o dva a více řádů menší, než citlivost Michelsonova interferometru pro měření deformací.
Obr. 10-1 Schéma uspořádání experimentu pro aplikaci moaré metody (Z zdroj světla, O objekt, M1 mřížka s roztečí t, M2 stín mřížky, P směr pozorování)
Princip moaré metody je zřejmý z obr. 10-1. Objekt O je osvětlován ze zdroje světla Z pod úhlem a. Před objektem je vložena mřížka M1 s roztečí t, která vrhá na objekt stín mřížky M2. Objekt s mřížkou je pozorován ve směru P pod úhlem b. Jsou-li stíny mřížky M2 v mezerách mřížky M1, vzniknou tmavé moaré proužky. Jsou-li stíny mřížky M2 v zákrytu s mřížkou M1, vzniknou světlé moaré proužky. Změna vzdálenosti dZ(x, y) ve směru z od mřížky M1, a to mezi sousedním světlým a tmavým moaré proužkem je dána vztahem
|
(10-1) |
Pro moaré proužek řádu DS(x, y) pak platí
|
(10-2) |
Pro možnost měření reliéfu s velkými změnami vzdálenosti dZ(x, y) je třeba použít bodový zdroj světla. Pro osvětlování není příliš vhodný koherentní zdroj, který by mohl vytvářet parazitní interferenci na stínu mřížky M2. Jako mřížka může sloužit potištěná průhledná fólie, ale lepších výsledků lze dosáhnout použitím mřížky, která nevytváří odlesky a netlumí světlo v mezerách mezi proužky.
Příklad aplikace moaré metody pro měření tvaru lopatky ventilátoru je uveden na obr. 10-2. Zdrojem světla zde byla žárovka se žhaveným vláknem a mřížka byla vytištěna na průhledné fólii.
Obr. 10-2 Topografický záznam lopatky ventilátoru pomocí moaré metody - Pavelek [6-12]
Další příklady
Obraz 1: Topografický záznam poklice s malou hustotou moaré proužků - Pavelek [6-12].
Obraz 2: Topografický záznam poklice s větší hustotou moaré proužků - Pavelek [6-12].
Obraz 3: Topografický záznam lastury pomocí moaré metody – Pavelek [6-12].
Obraz 4: Topografický záznam čtyř různých lastur pomocí moaré metody – Pavelek [6-12].
Obraz 5: Aplikace moaré metody pro transformaci konečné šířky interferenčních proužků na nekonečnou šířku moaré proužků. Jedná se o interferogram teplotního pole ve vzduchu, a to v okolí krčku skořepinové formy při odlévání odlitků – Pavelek [6-12], viz také příloha P15.
Pozn.: Moaré metodu lze aplikovat i pro jiná měření, než jsou topografická měření. Lze se s ní setkat při výzkumu transparentních objektů, při transformaci osnovy proužků u interferometrických měření apod. Moaré efekt může mít však často také nežádoucí účinek (viz kap. 15.3), a to např. při mírném natočení obrazu s pravidelnou strukturou (obr. 15-1), při digitálním záznamu objektu s pravidelnou strukturou (obr. 15-2) apod., kdy vznikají ve výstupním obraze zázněje intenzity – moaré proužky.
.
.