DE19640153A1 - Verfahren und Vorrichtung für die Speckle- und Speckle Shearing-Interferometrie - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung nach den Oberbegriffen der Ansprü­ che 1 und 6.

Zur Beobachtung von Objektoberflächen für die Dehnungsmessung mittels der Elektronischen Speckle Pattern Shearing Interferometrie, abgekürzt Shearografie oder ESPSI, wird die zu untersuchende Oberfläche mit kohärentem Licht beleuchtet, das reflektierte Licht mittels einer Shearing-Optik, die z. B. aus einem einen Strahlteiler und zwei Spiegel aufweisenden Zwei­ strahlinterferometer besteht, in der Bildebene eines opto-elektronischen Sensors abgebildet und das Meßergebnis dann mittels eines an den Sensor angeschlossenen Rechners ausgewertet. Bei der Belastung des Objekts ändert sich die Lage der das Licht reflektierenden Punkte nicht nur absolut, sondern auch relativ zueinander. Das führt bei der Überlagerung der im belasteten Zustand erhaltenen Bilder, den sogenannten Belastungs-Shearogrammen, mit den im unbelaste­ ten Zustand erhaltenen Bildern, den sogenannten Null-Shearogrammen, zu Interferenzmustern, die im Gegensatz zu holografischen Verformungsmessungen nicht ein Maß für die Verfor­ mung, sondern ein Maß für den Gradienten bzw. die Ableitung der Verformung in der Shear­ richtung, d. h. in derjenigen Richtung sind, in die die Lichtstrahlen vom Shearing-Element ge­ brochen werden. Die erhaltenen Interferenzstreifen sind damit Linien gleicher Dehnung und nicht Linien gleicher Verformung. Bei einwandfreier Verformung des Objekts sind die erhaltenen Interferenzmuster i.a. regelmäßig. Weist das Objekt dagegen Mängel auf, ergeben sich ent­ sprechend unterschiedliche Dehnungen, die zu deutlich sichtbaren Unregelmäßigkeiten der In­ terferenzmuster führen.

Shearografische Verfahren und die zu ihrem Verständnis notwendigen mathematischen Grundlagen sind dem Fachmann allgemein bekannt (DE 28 06 845 C2, DE 40 36 120 A1, Y.Y. Hung in "Shearography: A Novel and Practical Approach for Nondestructive In­ spection", Journal of Nondestructive Evaluation, Vol. 8, No. 2, 1989, p. 55-67 und Y.Y. Hung, A.J. Durelli in "Simultaneous Measurement of Three Displacement Derivatives Using a Multiple Image-Shearing Interferometric Camera", Journal of Strain Analysis, Vol. 14, No. 3, 1979, p. 81-88).

Obwohl die shearografischen Verfahren dieser Art wegen ihrer Einfachheit und Unempfind­ lichkeit gegen äußere Einflüsse, z. B. mechanische Schwingungen der Meßapparatur, große Vorteile bieten, weisen sie auch noch Mängel auf. Diese bestehen vor allem darin, daß bei Zug­ stäben mit konstantem (prismatischem) Querschnitt keine Interferenzstreifen gebildet werden, und da die Verformung gleichförmig verläuft und somit die Ableitung der Deformation kon­ stant ist (DE 44 46 687 A1; The European Symposium on Optics for Productivity in Manu­ facturing, European Optical Society (EOS) and SPIE (oral presentation), 20.-24.06.94, Frankfurt/Main zum Thema "Shearography for direct Measurements of Strains" von W. Stein­ chen, L.X. Yang, M. Schuth, G. Kupfer; "Strains measured on plane and curved surfaces by means of the shearographic method" von W. Steinchen, M. Schuth, L.X. Yang, Journal Strain Aug. u. Nov. 1994; "Dehnungsmessung mit digitaler Shearografie" von W. Steinchen, G. Kupfer, M. Schuth, L.X. Yang, Technisches Messen, H. 9, 1995, Oberkochen).

Es ist daher auch bereits bekannt, daß die Elektronische Speckle Pattern Interferometrie (ESPI) eine Echtzeit-Speckle-Technik ist, die die Ganzfeld-Messung der Verformung auf der Oberfläche des Objekts gewährleistet, wenn diese unter gleichen, aber entgegengesetzten Win­ keln entweder von einem Laserstrahl oder von wenigstens zwei Laserstrahlen gleichzeitig be­ leuchtet wird ("Holographic and speckle interferometry" von R. Jones und C. Wykes, Cam­ bridge University Press, 1989, 353 pages).

Zur Vermeidung von Wiederholungen werden alle genannten Dokumente hiermit ausdrücklich zum Gegenstand der Offenbarung der vor1legenden Anmeldung gemacht.

Zur Beobachtung von Objektoberflächen für die Verformungsmessung mittels der Elektroni­ schen Speckle Pattern Interferometrie, abgekürzt ESPI, wird die zu untersuchende Oberfläche mit kohärentem Licht beleuchtet, das reflektierte Licht wird mit einem zusätzlichen Referenz­ licht in der Bildebene eines opto-elektronischen Sensors abgebildet und das Meßergebnis dann mit Hilfe eines an den Sensor angeschlossenen Rechners ausgewertet.

Bei der Belastung des Objekts ändert sich die Lage der das Licht reflektierenden Punkte nicht nur absolut, sondern auch relativ zueinander. Das führt bei der Überlagerung der im belasteten Zustand erhaltenen Bilder, den sogenannten Belastungs-Hologrammen, mit den im unbelaste­ ten Zustand erhaltenen Bildern, den sogenannten Nullhologrammen zu Interferenzmustern, die im Gegensatz zu shearografischen Dehnungsmessungen nicht ein Maß für die Dehnung, son­ dern ein Maß für die Verformung ist. Die erhaltenen Interferenzstreifen sind damit Linien glei­ cher Verformung und nicht Linien gleicher Dehnung. Bei einwandfreier Belastung des Objekts sind die erhaltenen Interferenzmuster i.a. ebenfalls regelmäßig. Weist das Objekt dagegen Mängel auf, ergeben sich entsprechend unterschiedliche Verformungen, die zu deutlich sichtba­ ren Unregelmäßigkeiten der Interferenzmuster führen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bei der Shearografie auftretenden Dehnungslinien an ein und demselben Meßgerät in die bei der Holografie erscheinenden Verformungslinien zu überführen und umgekehrt. Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1 und 7.

Die Erfindung bringt den Vorteil mit sich, daß die gestellte Aufgabe durch das bloße Verdre­ hen des Shearing-Spiegels im Strahlengang des Michelson-Interferometer von einem shearo­ grafischen Dehnungsmeßgerät zu einem holografischen Verformungsmeßgerät wird. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung an Ausfüh­ rungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine Vorrichtung zur wahlweisen Ermittlung der Ableitungen von out-of­ plane und in-plane Verformungen; sowie der out-of-plane und in-plane Verformungen selbst.

Fig. 2a-2f bei Anwendung der Vorrichtung nach Fig. 1 jeweils im Vergleich an einer diame­ tral gedrückten Kreisscheibe mit shearografischen Mitteln erhaltene in-plane bzw. out­ of-plane Interferenzmuster und Fig. 2g-2h mit holografischen Mitteln erhaltene Auf­ nahmen der Interferenzstreifen für die in-plane Verformung u und v.

Fig. 3a und 3b mit der Vorrichtung nach Fig. 1 erhaltene in-plane Dehnung und out-of-plane Neigung bei in-plane Belastung eines gekröpften Zugstabs; Fig. 3c und 3d erhaltene in-plane Verformungen u und v.

Fig. 4a und 4b die reinen in-plane Dehnungen für einen Winkel mit kleinem und großen Kerb­ radius, Fig. 4c und 4d der Vergleich dazu mit der Verformung u.

Die Vorrichtung nach Fig. 1 dient zunächst in an sich bekannter Weise zur Ermittlung der Ab­ leitungen von in-plane Verformungen sowie der Ermittlung der out-of plane Terme. Hierzu weist die Vorrichtung eine kohärentes Licht ausstrahlende Lichtquelle 1, vorzugsweise einen Laser, eine nicht näher dargestellte Halterung für ein zu untersuchendes Objekt 2, eine Shea­ ring-Anordnung 3, z. B. ein Zweistrahlinterferometer mit einem Strahlteiler 7 und zwei Spie­ geln 4 und 5, und eine Bildebene 6 auf, in der ein Bildaufnehmer, z. B. ein fotografischer Film, ein optoelektronischer Bildaufnehmer auf CCD-Basis oder irgendein anderer Aufzeichnungs­ träger zur Aufnahme und Speicherung eines fotografischen Bildes angeordnet ist. Im Ausfüh­ rungsbeispiel ist ein optoelektronischer Sensor 6a vorgesehen. Das vom optoelektronischen Sensor 6a registrierte Bild der Objektoberfläche wird als Grundinterferogramm bei im unde­ formierten Zustand befindlichen Objekt 2 in einem Frame-Grabber (Bildspeicher) 8 gespei­ chert. Das vom optoelektronischen Sensor 6a registrierte Bild des Belastungsinterferogramms bei im deformierten Zustand befindlichen Objekt 2 wird davon subtrahiert. Das Ergebnis der Subtraktion wird auf dem Bildschirm 10 eines Rechners dargestellt. Speicherung, Subtraktion und Darstellung erfolgen jeweils pixelweise für jeden Punkt des Objekts 2. Das Bild des de­ formierten Objektzustands 2 wird von dem im Bildspeicher gespeicherten Bild subtrahiert und auf dem Bildschirm 10 dargestellt.

Das bekannte Verfahren der Shearografie besteht darin, daß das Objekt 2 bzw. seine zu unter­ suchende Oberfläche zunächst im unbelasteten Zustand mit kohärentem Licht beleuchtet bzw. bestrahlt und das von dieser Oberfläche diffus reflektierte Licht in der Bildebene 6 abgebildet wird. Dabei bewirkt eine Shearing-Einheit in Form des Spiegels 5, daß ein Teil des von ir­ gendeinem Punkt P₁ der Objektoberfläche kommenden Lichts in einem Punkt P₁₁ und der rest­ liche Teil des vom Punkt P₁ kommenden Lichts in einem Punkt P₁₂ der Bildebene 6 gesammelt werden, wobei der Abstand der Punkte P₁₁ und P₁₂ üblicherweise als Shearabstand bezeichnet wird. Die Richtung der Verschiebung der beiden Punkte P₁₁ und P₁₂, d. h. die Shearrichtung, hängt von der Lage, d. h. von der Verkippung des Shearing-Spiegels 5 einschließlich der Spie­ gelhalterung ab. Eine Vershearung der Objektoberfläche in y-Richtung ergibt sich infolge Kip­ pen des Spiegels 5 um die in Fig. 1 schematisch angedeutete z-Achse eines kartesischen Koor­ dinatensystems, und analog wird die Vershearung der Objektoberfläche in x-Richtung infolge Kippen des Spiegels 5 um die y-Achse beobachtet. Die xy-Ebene des Koordinatensystems liegt dabei in der zu betrachtenden Oberfläche des Objekts 2. Der Shearabstand läßt sich durch die Größe des jeweiligen Kippwinkels des Planspiegels 5 einstellen. Als Shearing-Einheit kann wahlweise auch der Spiegel 4 verwendet werden.

Zur Vershearung der Objektoberfläche um einen hinsichtlich Größe und Richtung einstellbaren Kippwinkel sind vorzugsweise verstellbare Feinmeßschrauben vorgesehen, so daß Shearrich­ tung und Shearabstand eingestellt werden können.

Für das Null-Shearogramm werden mittels eines am Spiegel 4 befestigten Piezokristalls, der über einen mit dem Rechner 10 verbundenen D/A-Wandler 9 gesteuert wird, mehrere, definiert phasenverschobene Bilder registriert. Daraus wird für jedes Pixel die Phase bestimmt. Dieses Verfahren wird dann für den deformierten Objektzustand wiederholt. Damit ist die rechnerun­ terstützte Auswertung der Dehnungen aus Shearogrammen möglich.

Die Beträge für die Größen δw/δx und δw/δy lassen sich bei der Anwendung einer Lichtquelle erhalten, deren Achse mit der z-Achse bzw. der optischen Achse einen möglichst kleinen Win­ kel θ_yz bildet und in der yz-Ebene liegt.

Für eine in-plane Beleuchtung und in-plane Beobachtung mit der Apparatur nach Fig. 1 muß zumindest die Voraussetzung erfüllt sein, daß die Winkel θ_xz bzw. θ_yz ungleich Null sein müs­ sen, was mit der Vorrichtung nach Fig. 1 durch entsprechende Schwenkung der Lichtquelle 1 leicht realisierbar ist. Unter dieser Voraussetzung ergeben die mit der sonst gleichen Vorrich­ tung erhaltenen Interferenzmuster je nach entsprechender Kippung einer Shearing-Einheit, z. B. des Spiegels 5 der Shearing-Anordnung 3, ein Maß für δ/u und δu/δy, wenn die Strahlachse und die z-Achse in der xz-Ebene liegen, bzw. ein Maß für die Werte δv/δx und δv/δy, wenn die Strahlachse und die z-Achse in der yz-Ebene liegen. Dabei ist in Fig. 1 angenommen, daß zur Messung oder Sichtbarmachung der Ableitungen der in-plane Verformungen z. B. mittels der Kraft ± F_x eine Dehnung (oder Stauchung) des Objekts 2 in x-Richtung herbeigeführt wird. Al­ ternativ wäre es möglich, mit einer Kraft ±F_y eine Dehnung (oder Stauchung) in y-Richtung oder irgendeiner anderen Richtung innerhalb der xy-Ebene herbeizuführen.

Beispiele für mit einer Vorrichtung nach Fig. 1 erhaltene shearografische Interferenzmuster sind in Fig. 2, 3 und 4 gezeigt. Dabei zeigen die Fig. 2a-2f die durch Messung erhaltenen In­ terferenzmuster als Shearogramme einer diametral gedrückten Kreisscheibe, in der ein zwei­ achsiger Spannungszustand hervorgerufen wird, Fig. 3a-3b die Muster für den gekröpften Zugstab und Fig. 4a-4b die Muster für den Winkel mit verschiedenen Kerbradien.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 wird von dem Gedanken ausgegangen, das Objekt 2 vor­ zugsweise spiegelsymmetrisch aus zwei Richtungen mit zwei Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 zu beleuchten und in diesen Strahlen jeweils einen Verschluß 17 bzw. 18 anzuordnen. Dadurch ist es auf einfache Weise möglich, die Objektoberfläche durch Öffnen bzw. Schließen der Ver­ schlüsse 17, 18 von verschiedenen Seiten her im Grund- oder Belastungszustand zu beleuchten und dann mit der Zweistrahlinterferometer-Anordnung 3 phasenverschobene Shearogramme aufzunehmen. Dabei werden die Shearogramme verschiedenen arithmetischen Operationen 15 unterworfen, um die in-plane und out-of plane Anteile durch rechnerische Methoden voneinan­ der zu trennen. Außerdem können durch Variation der Beleuchtungseinrichtungen und der Shearrichtungen die Gradienten der in-plane Verformungen in verschiedene Richtungen gebil­ det und zahlenmäßig dargestellt werden.

Bei der Vorrichtung nach Fig. 1 werden die beiden Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 der Ein­ fachheit halber durch zwei verschiedene Lichtquellen 1 und 19, insbesondere Laser, erzeugt. Im Hinblick auf Kohärenz und gleiche Wellenlänge erfolgt die Erzeugung beider Strahlen 15, 16 jedoch vorzugsweise mit Hilfe derselben Lichtquelle 1, indem z. B. in den Beleuchtungs­ strahl 15 ein zusätzlicher, den Strahl 16 bildender Strahlteiler eingebracht wird. Wahlweise kann auch eine einzige Lichtquelle entsprechend den vorgegebenen Positionen geschwenkt werden.

Wie Fig. 1 zeigt, liegen die beiden Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 auf beiden Seiten der yz- Ebene einander gegenüber, wobei die maßgeblichen Winkel mit +θ_xz und -θ_xz bezeichnet sind. Die Zweistrahlinterferometer-Anordnung 3 ist so ausgerichtet, daß sie das vom Objekt 2 re­ flektierte Licht beider Strahlen 15 und 16 empfängt. Die Vershearung und Phasenverschiebung erfolgen auch bei dieser Ausführungsform in bekannter Weise. Dabei wird z. B. zuerst der Ver­ schluß 18 geschlossen und der Verschluß 17 geöffnet und das Objekt 2 im Grundzustand unter dem Beleuchtungswinkel +θ_xz beleuchtet. Das Speckle-Interferenzbild, das diese erste Beleuch­ tung erzeugt, wird vom Rechner 10 mittels des Bildaufnehmers 6a, z. B. einer CCD-Kamera, gespeichert. Die Intensitätsverteilungen werden wie üblich von mehreren, um einen vorher festgelegten Winkel phasenverschobenen Shearogrammen mit der bekannten Phasenschiebe­ technik gemessen, und die Phasenwerte θ₊₁ werden für jeden Punkt des Speckle-Interferenz­ feldes berechnet. Dann wird der Verschluß 17 geschlossen und der Verschluß 18 geöffnet. Damit wird das Objekt durch den weiteren Beleuchtungsstrahl 16 unter dem Beleuchtungswin­ kel -θ_xz illuminiert und analog die Phasenverteilung +θ_-1 des durch den Beleuchtungsstrahl 16 erzeugten Speckle-Interferenzfeldes im Rechner 10 bestimmt.

Nachdem das Objekt 2 belastet ist, verändert sich das Speckle-Interferenzfeld entsprechend. Es werden wiederum die Phasenverteilung θ₊₂ für den Beleuchtungsstrahl 15 unter dem Winkel +θ_xz bei geschlossenem Verschluß 18 und bei offenem Verschluß 17 und weiterhin die Phasen­ verteilung θ_-2 für den Beleuchtungsstrahl 16 unter dem Winkel -θ_xz bei geöffnetem Verschluß 18 und bei geschlossenem Verschluß 17 ermittelt und aus den gemessenen Intensitätsverteilun­ gen der phasenverschobenen Shearogramme bestimmt.

Durch digitale Subtraktion der Phasenverteilungen im unbelasteten bzw. belasteten Zustand des Objekts 2 mittels des Rechners 10 können die relativen Phasenänderungswerte Δ_{+ θ} für den Beleuchtungsstrahl 15 unter dem Winkel +θ_xz der Lichtquelle 1 ermittelt werden. Ähnlich wie Δ_{+ θ} können die relativen Phasenänderungswerte Δ_{- θ} für den Beleuchtungsstrahl 16 unter dem Winkel -θ_xz der Lichtquelle 19 berechnet werden.

Verfahren und Vorrichtungen der beschriebenen Art sind dem Fachmann grundsätzlich bekannt (z. B. DE 44 46 887 A1) und brauchen daher nicht näher erläutert werden.

Für die zweite Betriebsart der Interferometer-Anordnung 3, für die Messung nach der ESPI-Technik wird der Spiegel 5 derart in der Anordnung gedreht, so daß dessen Kippung kein Maß mehr für die Ableitung der Verformung in x- oder y-Richtung ergibt, sondern auf ein in der Nähe des eigentlichen Untersuchungsobjekts befindliches unbelastetes Referenzobjekt 20 fällt, dessen reflektierte Strahlen in die CCD-Kamera kommen. Damit ist die für die ESPI-Technik erforderliche Strahlteilung in Referenz- und Objektstrahl erfüllt: Der Laserstrahl beleuchtet gleichzeitig direkt die Objektoberfläche und ein in der Nähe des Untersuchungsobjekts befind­ liches Referenzobjekt. Wird einer der Verschlüsse 17 oder 18 geschlossen, so fällt nur ein La­ serstrahl 15 oder 16 auf die Objektoberfläche, wird von dort nahezu senkrecht reflektiert und interferiert mit dem Referenzstrahl von der Referenzfläche 20, der von dem entsprechend ge­ kippten Spiegel 5 erzeugt wird, auf den CCD-Chip.

Bei Beibehaltung des Referenzobjekts werden die Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 abwech­ selnd auf das Prüfobjekt gelenkt, wodurch sich die in-plane Verformung u und die out-of-plane Verformung w durch anschließendes Subtrahieren und Addieren der entsprechenden Phasen­ bilder ergeben.

Neben der soeben beschriebenen out-of-plane Verformung, die die Komponente w in z-Rich­ tung repräsentiert, können die in-plane Verformungen u und v bestimmt werden. Die Ver­ schlüsse 17 und 18 werden beide geöffnet, so daß die Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 das Objekt 2 gleichzeitig spiegelsymmetrisch aus zwei Richtungen beleuchten und nicht wie bei der Shearografie infolge der sequentiellen Öffnung der Verschlüsse 17 und 18 nacheinander auf die Objektoberfläche fallen. Die Beleuchtungskonfiguration für die in-plane oder in-surface emp­ findliche ESPI-Technik ist ebenfalls in Fig. 1 für den aus dem Strahlengang der Interferometer- Anordnung 3 gedrehten Spiegel 5 gezeigt. Für diesen Anwendungsfall wird kein Referenzob­ jekt benötigt. Für die zahlenmäßige Auswertung der Interferogramme wird wahlweise in einer Beleuchtungsrichtung der Strahl derartig variiert, daß man ein Phasenbild erhält. Wechselseitig und gleichzeitig beleuchtende kohärente Laserstrahlen 15 und 16 liegen wahlweise in der x, z- Ebene für die Messung der Verformungskomponente u oder in der y, z-Ebene zur Messung der Verformungskomponente v und interferieren auf der Oberfläche des Prüfobjekts unter glei­ chen Winkeln +θ_xz und -θ_xz bzw. +θ_yz und -θ_yz zur z-Achse.

Wenn das Bild der undeformierten Oberfläche des Prüfobjekts im elektronischen Speicher fest­ gehalten - auch Nullhologramm genannt - und mit dem Videotakt von den nachfolgenden Bil­ dern der deformierten Oberfläche als Belastungshologramm bezeichnet im Bildspeicher (frame grabber) 8 subtrahiert wird, bildet sich ein Streifenmuster, das auf dem Monitor 10 sichtbar wird und die Linien konstanter Verformung zeigt. Durch die paarweise Drehung der Beleuch­ tungsstrahlen 15 und 16 von der x, z- in die y, z-Ebene wird die jeweilige Verformungs­ komponente mittels CCD-Kamera aufgenommen.

Wie oben bei der gleichen Meßeinrichtung zur Aufnahme der Shearogramme bereits beschrie­ ben, werden die Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 zur Aufnahme der Hologramme durch zwei verschiedene Lichtquellen 1 und 19, insbesondere Laser, erzeugt; weiterhin kann eine Licht­ quelle mit Strahlteiler für 15 und 16 oder ein Lichtquelle in entsprechende Positionen ge­ schwenkt dazu dienen. Deshalb kann das 2-dimensionale in-plane Verformungsfeld simultan durch das Paar Beleuchtungsstrahlen 15 und 16 in der x, z- und in der y, z-Ebene gemessen werden und die out-of-plane Verformung in z-Richtung.

Fig. 1

Fig. 2 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (h)

Fig. 3 (a) (b) (c) (d) δu/δx δw/δx u v

Fig. 4 (a) (b) (c) (d) δu/δx δu/δx u u

Claims (8)

1. Verfahren zur shearografischen Ermittlung reiner in-plane Dehnungen oder out-of-plane Neigungen als Ableitungen der Verformungen, bei dem auf der Objektoberfläche aus we­ nigstens zwei unterschiedlichen Richtungen (+θ_xz, -θ_xz bzw. +θ_yz, -θ_yz) nacheinander (sequentiell) bestrahlt wird und die reinen in-plane Dehnungen oder out-of-plane Neigungen durch Kombination der aufgenommenen Interferogramme erhalten werden, dadurch ge­ kennzeichnet, daß durch Drehen oder Kippen des Spiegels (5) in einer Interferometer- Anordnung (3) das Licht eines zusätzlichen Referenzobjekts (20) oder einer unverformten Objektoberfläche in die Bildebene des CCD-Sensors (6) projiziert wird und durch wechsel­ seitig betätigte Verschlüsse (17) und (18) oder durch gleichzeitiges Offenhalten der Ver­ schlüsse (17) und (18) die out-of-plane Verformung w oder Hologramme zum Messen der orthogonalen Verformungskomponenten u und v mit der ESPI-Technik erhalten werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch gleichzeitige Beleuchtung eines Objekts (2) und eines Referenzobjekts (20) oder einer unbelasteten Objektoberfläche durch Drehen oder Kippen des Spiegels (5) ein Objektstrahl und ein Referenzstrahl in den CCD-Sensor (6) fallen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Laserstrahl durch Schließen eines der Verschlüsse (17) oder (18) auf die Objekt- und Referenzoberfläche fällt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß durch wechselsei­ tige Beleuchtung unter gleichen Winkeln die in-plane Verformung u und die out-of-plane Verformung w in der x, z-Ebene und die in-plane Verformung v und die out-of-plane Ver­ formung w in der y, z-Ebene gemessen werden, die durch Subtraktion der Interferogramme als reine in-plane Verformungen u und v und durch Addition als reine out-of-plane Verfor­ mung w berechnet werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch Drehen oder Kippen des Spiegels (5) eine der überlagerten Abbildungen des Objekts in der Bildebene (6) aus dem Überlagerungsbereich vollständig verschoben wird und durch Offenhalten der Verschlüsse (17) und (18) die Beleuchtungsstrahlen (15) und (16) das Objekt (2) gleichzeitig spiegel­ symmetrisch aus zwei Richtungen (+θ_xz und -θ_xz bzw. +θ_yz und -θ_yz) beleuchten.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Beleuch­ tungsstrahl so phasenverschoben wird, so daß ein Phasenbild erhalten wird.

7. Vorrichtung zur shearografischen Ermittlung der reinen in-plane Dehnungen oder out-of­ plane Neigungen mittels Bestrahlung der Objektoberfläche aus wenigstens zwei unter­ schiedlichen Richtungen (+θ_xz, -θ_xz bzw. +θ_yz, -θ_yz, enthaltend ein kohärentes Licht erzeu­ gende Lichtquelle (1), (19), eine Bildebene (6) und eine optische Achse (z) und wenigstens eine Interferometer-Anordnung (3) aufweisendes optisches System zur Abbildung der Ob­ jektoberfläche in der Bildebene (6), dadurch gekennzeichnet, daß sie zur Ermittlung der in­ plane Verformungskomponenten u und v und out-of-plane Deformation w eingerichtet ist und dazu zur Drehung des Spiegels (5) und zum Offenhalten der Verschlüsse (17) und (18) für die gleichzeitigen spiegelsymmetrischen Beleuchtungsstrahlen (15) und (16) auf der Objektoberfläche (2) bzw. durch Schließen von (17) oder (18) für einen Laserstrahl verse­ hen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Bestrahlung der Objektoberfläche in diesen angeordnete Modulatoren zur Aufzeichnung von Phasenbildern aufweisen.