光热偏转检测技术自动测量的研究

介绍了光热偏转技术自动测量材料热物性的原理及实验方法。根据光热偏转检测理论建立了一套自动检测系统,从自动控制、数据采集和数据处理等方面实现了光热偏转检测技术的自动化测量。设计出了步进电机自动控制和数据处理软件。利用该系统对钛酸锶钡材料的热扩散率进行了测量,发现随着掺杂量铈的增加,钛酸锶钡的热扩散率逐渐减小,当掺杂量铈增加到一定值时,其热扩散率又开始增加。     

棱镜型光热偏振光谱法

提出了一种高灵敏度的棱镜型光热偏转光谱法,给出了系统的理论分析,导出了由泵浦光引起的探测光的偏向角表达式.并与普通型光热偏转技术作了比较,理论分析结果表明,棱镜型光热偏转检测方法比普通型光热偏转技术具有更高的灵敏度.     

利用激光光热技术研究钛酸钡材料的导热性能

利用激光光热偏转技术测量了钛酸钡材料的热扩散率。根据所测量材料的光热光偏转信号,通过最小二乘法中的非线性拟合,直接拟合出了材料的热扩散率,克服了光热偏转技术中“Mirage effect”步骤多、计算复杂、误差大的缺点。测量了在不同成型压力和不同烧结温度下钛酸钡材料的热扩散率,得到了热扩散率随成型压力和烧结温度的变化规律。对实验结果进行了分析和讨论。     

光热偏转成像实验

概述了光热偏转成像原理,搭建了热波成像光热偏转自动化检测系统,并实现了数据采集和数据处理的自动化.利用该实验系统绘制了直线划痕SrBT样品和三角划痕硅片样品的表面光热偏转图,成像结果清晰直观.     

用共线光热偏转技术测量光学薄膜的微弱吸收

用具有高灵敏的共线光热偏转技术研究SiO_2、ZrO_2、MgF_2、ZnS等单层光学薄膜的吸收特性,测得它们的吸收率.实验结果与激光量热法及横向光热偏转技术符合良好,表明共线光热偏转技术是测量光学薄膜弱吸收的较理想方法.     

利用光热偏转技术实施光学薄膜弱吸收的多波长测量

介绍了光热表面形变光束偏转技术用于测量光学薄膜弱吸收的基本原理,简述多波长吸收测量装置的建立和测试过程,最后给出简单的测量实例.     

激光光热偏转成象法无损检测光学薄膜的激光损伤

介绍了应用激光光热偏转成象法无损检测光学薄膜激光损伤的基本原理，由此建立了实验检测装置，对光学薄膜表面的激光损伤进行了扫描检测，并以直观的灰度象显示. 实验结果证明了激光光热偏转成象法检测光学薄膜激光损伤具有直观、有效、可确定损伤阈值的优点.     

光热膨胀材料的光谱特性分析及微型光热驱动机构研究

光热膨胀材料的光谱特性是影响微型光热驱动机构性能的关键因素,该文在理论分析的基础上,采用单积分球测量法对四种聚合物材料的反射光谱及吸收特性进行了实验测量,据此选择制作光热驱动机构的最佳光热膨胀材料,发现掺杂染料的高密度聚乙烯(HDPE)材料在600～690 nm的范围内有较强烈的吸收.选取HDPE作为光热膨胀材料,设计制作了一种长度1 500 μm的微型光热驱动机构,并采用自行研制的CCD显微监控和视频运动测量系统进行了驱动机构的驱动性能测量实验.研究结果表明,在10 mW/650 nm的半导体激光器驱动下,该微型光热驱动机构可以产生18.7 μm的光热偏转量,说明其具有良好的光谱吸收和光热转换特性,可望在微光机电系统(MOEMS)中获得广泛应用.     

脉冲光热光束偏转测定导温系数

从理论上推导了脉冲光热光束偏转瞬态信号与导温系数关系,表明可由脉冲光热光束偏转信号测定热物性的重要参数之一——导温系数。实验上测量了蒸馏水、有机玻璃、光学玻璃的导温系数。本方法的特点是非接触瞬态测定。     

光学薄膜的光热偏转信号分析

本文给出了透明基体上的单层薄膜在激光辐照下的温度分布和光热形变偏转信号的理论表达式。通过数值计算,分析了偏转信号与薄膜参数、基体参数以及调制频率之间的关系,用反射式光热偏转装置对光学薄膜的光热偏转信号进行了实验研究。结果表明,理论计算和实验结果是一致的。     

Dynamic strain measurement using two wavelength-matched fiber Bragg grating sensors interrogated by a cascaded long-period fiber grating

In this work, we describe a fiber Bragg grating (FBG) sensing system using two wavelength-matched FBG sensors for static and dynamic strain measurement. A cascaded long-period fiber grating (CLPG)-based demodulation technique has been used to interrogate the two wavelength-matched FBG sensors. Experimental results of static strain measurement show that the proposed system has a strain resolution of 1 με. This system has also been used for dynamic strain measurement. An eddy current displacement meter-based system has been used as a comparison measurement. Experimental results of dynamic strain measurement have proved that the FBG sensing system has a good performance in the measurement of dynamic strain. The results of static and dynamic strain measurement indicate that the sensing system using two wavelength-matched FBG sensors is superior to the single FBG sensor system.     

合肥国家同步辐射实验室纵向阻抗测量平台的改进

 介绍了合肥国家同步辐射实验室在原有纵向耦合阻抗测量系统基础上根据国际流行的同轴线原理改进的新纵向耦合阻抗测量系统的基本原理、系统组成和初步测量结果。对“药丸形”腔的阻抗的实验测量结果和阻抗计算程序计算结果基本相符，验证了该系统的有效性。     

三维虚拟动态测量系统构建方法研究

针对传统二维测量系统存在测量精度较低、稳定性差的不足,提出一种基于数据交互的三维虚拟动态测量方法。该方法采用三维构型与总线技术同步耦合的工作方式,对三维测量系统中模型驱动的关键问题进行了研究,探讨了三维测量系统中数据交互解决方法的可行性,并将该方法应用于煤矿排水系统,完成了三维虚拟动态测量系统的开发。试验结果表明由该方法实现的三维虚拟动态测量系统具有运行稳定、操作简单、直观性强、可靠性高的优点,应用前景广阔。     

HIAF-BRing快脉冲二极磁铁磁场测量系统

介绍了强流重离子加速器装置HIAF(High Intensity heavy-ion Accelerator Facility)项目增强器BRing(Booster Ring)快脉冲二极磁铁的性能指标、测量要求和测量方法,描述了快脉冲二极磁铁稳态磁场测量系统及动态磁场测量系统的构成。在稳态磁场测量中,为提高积分磁场测量精度和测量效率,长线圈测量系统采用了on fly技术;在动态磁场测量中,研制了用于磁场延迟及磁场畸变测量的矩阵线圈。通过样机磁铁的测量,完成了测量系统的性能指标验证和磁铁的稳态磁场测量。实测结果表明,样机磁铁的设计和制造均达到了预期指标,并依据测量数据完成了磁铁的二次削斜。     

非接触三维测量全场结构关系模型分析及系统开发

研究开发了一种基于光栅投影和主动式三角法的高精度三维测量系统。分析了系统的全场结构关系模型及镜头失真对系统的影响,给出了空间三维坐标的详细算法。试验结果表明,系统的测量误差小于0.04mm,测量精度约为0.03mm。多视角测量的拼合结果表明,系统具有良好的360°测量精度,测量精细表面纹理效果好。该系统在反求工程及质量控制等领域具有良好的工业应用前景。     

立体视觉测量系统标定误差补偿

双目视觉测量系统利用三角测量法原理进行三维测量，其结构特性决定了测量误差随测量距离的增加而增大。针对测量误差的分布规律，该文提出基于局部视场的双目视觉测量系统优化方法。利用外在结构建立测量坐标系，减小标定和测量过程信息非一致性引入的系统误差；利用相机参数之间的耦合作用补偿系统固有参数标定误差并建立查找表，建立关于标定参数的虚拟映射。模拟实验最大误差小于0.03 mm，系统实验误差小于0.3%，实验表明优化后系统主要测量误差来源于探测器离散化引入的随机误差，双目视觉测量系统达到理论测量精度。     

组合式面形测量系统的优化设计

在明确线结构光三角测量法原理的基础上,针对目前面形测量系统测量功能的单一性,设计了一种集旋转测量和移动测量于一体的面形测量系统。在系统结构设计中,系统参数,包括激光器和CCD之间的基线距离L、工作距离D、测量角α、透镜焦距f和CCD自身的参数对系统测量分辨率和测量范围有直接影响。在分析了这些参数之间的关系的基础上,对系统进行了优化设计和工作参数的确定。     

基于多向联合交汇的柔性视觉形貌测量新方法

针对大尺寸物体形貌测量应用,设计一种视觉形貌测量新方法。该方法是将两套没有公共视场的单目视觉传感器组合起来联合交汇,分别用于位姿测量和单目多位置交汇测量。位姿测量通过求解PnP问题为单目多位置交汇测量提供位姿信息。单目多位置交汇测量利用位姿测量提供的辅助信息通过光束平差解算出待测物的形貌。分析了系统原理,给出位姿测量PnP算法实现过程,介绍了非公共视场相机的标定方法原理,分析了单目多位置交汇测量的原理并给出实现方法。最后进行了测量方法的验证实验,实验结果表明,在3 m×3 m的工作范围内系统测量精度为5 mm,证明该方法可以用于大尺寸物体形貌测量,且结构简单轻便,具有很强的灵活性。     

基于积分球反射计的红外光谱发射率测量系统校正方法

针对非理想参考反射标准对光谱发射率测量结果的影响,基于积分球反射计的红外发射率测量系统原理,提出了一种适用于反射法光谱发射率测量系统的校正方法。通过参考反射标准样光谱反射率的数据拟合,得到反射率的曲线方程,计算反射测量系统的校正系数,校正参考标准样的输出电压,推导出光谱反射率为1的参考标准样输出电压曲线,消除了非理想参考标准造成的系统误差。应用该修正方法对基于积分球反射计的太阳能选择吸收涂层光谱发射率测量系统进行了校正,将校正后的光谱发射率测量结果与能量比较法的测量结果进行对比,验证了校正方法的可行性,有效性,提高了光谱发射率测量的准确度。     

大型光学系统焦距的精确测量

主要分析目前国内外常用的光学系统焦距测量方法在大型光学系统焦距测量中存在的问题,提出了一种特别适用于大型光学系统焦距的测量方法,并对该测量方法进行了研究分析和验证,指出该方法还可推广应用于其它参数的测量。