多传感器光电系统视轴一致性测试方法研究

本文详细介绍了宽光谱的多传感器光电瞄准跟踪系统的视轴一致性测试的三种方法：像纸法、CCD 法和靶标法,详细分析了各种测试方法的主要误差来源.通过搭建一定的试验环境,分别用像纸法、CCD 法和靶标法对同一多传感器光电系统的视轴一致性进行了测试和分析.研究结果表明,CCD 法测试视轴一致性能达到了较高的准确度.     

CCD成像电子学单元光电参量测试系统

针对空间光学相机重要组成部分的CCD成像电子学单元的光电参量测试需求,介绍了CCD成像电子学单元光电参量测试必要性,提出了对CCD成像电子学单元光电参量进行系统测试的试验方案,并设计、研制了测试装置。对于该装置进行了系统调试与标定,得到单色仪波长定标系数为1.003 29,并对CCD成像电子学单元辐射性能测试中积分球的稳定性及均匀性进行了测试,测试结果满足要求。通过标准探测器标定待测探测器,得到待测探测器的相对光谱响应度。整套装置满足测试要求。     

一种小型光谱色彩分析仪的设计

为解决目前颜色测量仪器测速慢、体积大的问题，采用先进的颜色测量方法——光电摄谱法，建立了一个测色的数学模型，设计了一种全自动测色的小型光谱色彩分析仪。仪 器由照明系统、光电摄谱仪、信号采集与处理电路、测色软件四部分组成。详细阐述了照明系统和光电摄谱仪的设计。光电摄谱仪采用平场凹面光栅分光，线阵CCD接收，缩小了仪 器体积。利用此仪器测量7块标准色板，色品坐标测量不确定度小于0.01，测试周期为1秒。结果表明，此仪器不仅精度高，还满足了工业生产中对测色的速度和准确度要求。     

相位调制全光纤Mach-Zehnder干涉仪传感实验

使用单模石英光纤设计了相位调制全光纤M-Z干涉仪传感实验系统,采用CCD技术显示干涉条纹的空间分布及其移动情况,同时利用光电检测及可逆计数技术实现移动条纹的自动计数.利用该系统进行了光纤温度传感、光纤应变传感原理性实验测试.     

光谱学 光谱仪器

TH744．1 2005020911 脉冲激光光谱测试仪的设计=Design of a pulse laser spec- trum testing system[刊,中]／曹益平(四川大学光电科学技 术系．四川,成都(610064)),刘晓丽…//光电工程．- 2004,31(8)．-41-44 设计了一种基于ISP技术的线阵CCD的驱动电路和 高速脉冲光谱数据采集卡,建立了一套智能化脉冲激光光 谱测试系统。该系统主要由分光系统、CCD传感器、光脉 冲同步信号发生器、数据采集卡及计算机等部分组成。     

光电准直经纬仪的测量控制系统

测量控制系统是光电自准直经纬仪的核心部分,它直接影响了经纬仪测量失准角的精度.本文介绍了一种用于地面瞄准系统的经纬仪测量控制系统,该系统采用CCD作为光电传感器,通过一系列的信号处理及测量来求出图象落在CCD靶面的中心点,根据设定的数学模型求出失准角,从而完成自准直经纬仪系统的自动测出失准角的功能.     

基于荧光技术的啶虫咪农药检测仪的研究

设计了一套基于线阵CCD光电转换原理的荧光检测系统。利用该系统实现了对啶虫咪农药荧光光谱特性的检测。用CCD检测仪取代了常用的光电转换器件——光电倍增管，通过与光栅结合实现了光谱的快速分析。根据噪声和信号在小波变换下表现出的截然不同的性质，提出基于小波变换技术的荧光信号特征提取及消噪方法。结果表明，采用小波去噪能更好地保留荧光光谱峰值处的信息，可以大大提高系统的检测精度。     

基于CCD传感的激光粒度测试技术研究

颗粒测试在工业生产和科学研究中涉及的领域非常广泛,常用的颗粒粒度及其分布的测试方法是激光粒度测试法,其具有测试精度高、测量速度快、重复性好和可测粒径范围宽等突出优点。CCD传感器有灵敏度高、分辨率高、噪声小和较大的动态范围等优点,其作为激光粒度仪的探测器提高光强分辨率的应用已经很普遍了。为提高测量精度,通过对CCD传感技术的研究,应用图像处理的方法来设计光电探测器,搭建了基于米氏散射原理的激光粒度测试系统。实验结果表明,用CCD传感器采集光散射图像,再对图像进行处理,D50与D10误差在6%之内,D90误差在1%之内,降低了测量的重复误差。     

一种应用于X射线成象系统的多CCD图象传感器

我们设计了一种基于多CCD的X射线图象传感器。这种图象传感器由X射线增感屏、光学系统和多个CCD传感器组成。与传统的单CCD图象传感器相比,本传感器不但成象面积大,空间分辨力高,而且图象在信噪比,病灶检测灵敏度等方面都有所改善,并且系统具有较高的效费比。研究了多CCD图象传感器的成象形式、图象几何失真(主要是桶形失真)的矫正方法、亮度矫正方法及图象重建方法。实验系统(增感屏+2×2CCD)的实验结果验证了设计思想的可行性和系统的实用性。     

一种多光路光轴平行性检测系统

介绍一种用于检测多光路光电设备光轴平行性的测试系统,该系统采用准直平行光管提供无穷远目标,并融合了CCD图像采集处理和计算机技术,通过计算目标靶十字中心和激光光斑中心之间在CCD上的像素跨距,计算出红外、可见光以及激光三轴相互间的平行性误差,系统的计算误差小于5。     

基于一组Kalman滤波器信息融合的故障诊断

为了能及时准确地诊断发动机的传感器和执行机构故障,本文提出了基于一组Kalman滤波器信息融合的方法进行故障诊断。首先根据传感器特性设计了一组滤波器用于传感器故障诊断、隔离,每个滤波器针对一个传感器进行设计;其次根据执行机构故障特性设计了一组Kalman滤波器进行执行机构偏差估计,从而对执行机构进行故障诊断、隔离;接着给出了传感器、执行机构信息融合的诊断方案;最后分别给传感器、执行机构添加故障进行方案验证,仿真结果得出在传感器或者执行机构任意部件出故障的情况下,该融合方法可以有效地诊断并隔离出有故障的传感器或者执行机构。     

一种新型FBG热式液体流量传感器

光纤布拉格光栅热式流量传感器目前只适用于气体流量,为扩大其应用领域,设计了一种可用于液体流量测量的新型光纤布拉格光栅热式流量传感器。该光纤布拉格光栅热式流量传感器使用陶瓷加热片以恒定功率提供热量,不同流量的液体经过传感器时带走的热量不同,通过检测光纤布拉格光栅中心波长的变化就可以测得传感器的温度变化,进而推导出液体流量大小。通过温度传感测试实验和流量传感测试实验,验证了所设计的传感器可用于液体流量测量。实验结果表明,该传感器的流量测量范围为40.575~550.664 L/h。     

Optical fiber sensor-based detection of partial discharges in power transformers

In this paper, a fiber optic acoustic sensor system is designed and tested for on-line detection of the partial discharges inside high voltage power transformers. The fiber optic sensor uses a silica diaphragm and a single mode optical fiber encapsulated in a silica glass tube to form an extrinsic Fabry–Perot interferometer. Test results indicate that the developed fiber optic sensors are capable of detecting the acoustic signals propagating inside the transformer oil with high resolution and high frequency.     

A study on a fast measuring technique of wavefront using a Shack–Hartmann sensor

The measuring resolution and speed for wavefront are important to improve the performance of an adaptive optics system. In this paper, we propose a fast measuring technique with high resolution in the Shack–Hartmann wavefront sensor. The proposed measuring technique of wavefront combines the conventional center of mass algorithm with an estimated weighting factor. The estimated weighting factor is a real value anticipating the real center of mass in a wavefront spot image. This estimated weighting factor can be calculated at the initialization step of an adaptive optics system. We designed a robust adaptive optics system with this proposed measuring algorithm. The measuring accuracy and speed are investigated by using the proposed algorithm compared with the conventional center of mass algorithm in experiments.     

Sniffing lung cancer related biomarkers using an oxidized graphene SAW sensor

Decane is one of the volatile organic compounds (VOCs) in human breath. Successful detection of decane in human breath has vast prospects for early lung cancer diagnosis. In this paper, a novel detecting device based on a filter surface acoustic wave (SAW) gas sensor is presented. SAW sensors coated with a thin oxidized graphene film were used to detect decane in parts per million (ppm) concentrations. Control and signal detection circuits were designed using a vector network analyzer with a detection resolution of insertion loss down to 0.0001 dB. The results showed that the SAW sensor could respond quickly with great sensitivity when exposed to 0.2 ppm decane. This device shows tremendous potential in medical diagnosis and environmental assessment.     

转镜式高速相机在爆炸实验中的某些应用

本文介绍了转镜式高速相机在爆炸实验中的应用情况。阐明了这些相机使用时配备的各种主要附加装置,并举例说明了所得到的实验结果。     

高灵敏度空间点目标探测系统设计

本文面向空间点目标探测,设计了基于高灵敏度CMOS传感器的空间点目标探测系统。首先对CMOS传感器图像进行降噪,提高传感器的探测灵敏度;其次,采用DSP+FPGA嵌入式架构,设计了基于星图匹配信息构建的点目标探测算法,并详细介绍了算法原理和步骤。最后,采用电子星图模拟器对该探测系统进行测试。结果表明:该嵌入式系统具备1 024×1 024@20p格式视频的实时处理能力,可以探测6等星。当信噪比大于6,视轴指向误差小于1°时,对于不同运动速度、不同尺寸点目标均能准确探测,识别正确率接近100%。综合而言,该空间点目标探测方法的计算精度高、适应性强、可靠性高,能够应用于空间点目标的有效探测。     

High sensitivity and ultra-compact optical biosensor for detection of UREA concentration

In this paper, we suggest two-dimensional photonic crystal based biosensors for measurement of urea concentration in urine by means of refractive index detecting. In case of variation of urea concentration in urine, both the output peak intensity and the resonant peak center wavelength will shift. Two different structure dimensions are used to analyze the sensing characteristics of urine. The first sensor consists of a novel square ring joined to a simple waveguide with rods in air configuration. The second sensor is schemed by use of two-dimensional photonic crystals based on air hole in slab with elliptical resonant cavity in the middle of a photonic crystal waveguide. To realize sensing in both cases, we fill air area by urine sample. A high sensitivity is observed in small structures. In addition, we demonstrated a high quality factor, which is superior to those reported in recently published work discussing urine components based on photonic crystal, with small size sensors and fast response times.     

A novel low-cost and small-size human tracking system with pyroelectric infrared sensor mesh network

This paper presents a low-cost and small-size human tracking system based on pyroelectric infrared (PIR) sensor mesh network. A wireless pyroelectric sensor network is developed using PIRs and PIR cone optics. The layout of PIRs and sensor nodes are well investigated and the real detection range of PIR is analyzed. A simple and effective PIR signal processing method is designed to get the event signal, and an innovative location method based on detecting angle bisectors of PIRs and data fusion is proposed. An improved Kalman filter and a particle filter are used for human tracking respectively. Simulation and Experimental results have shown that the human tracking system can effectively recognize, locate and track a human target with promising accuracy.     

任意边界板结构的声辐射模态误差传感器的设计

获取声辐射模态伴随系数是基于声辐射模态理论进行主动结构声控制(ASAC)的重要环节。以往PVDF分布式传感器的设计难点是振速展开受边界条件的限制,其设计过程往往是针对特定边界条件展开的。本文在声辐射模态理论和两维分布式传感器的压电方程的基础上,将板表面振速分布用Legendre多项式展开,给出了两维板结构的PVDF传感器形状与边界条件无关的设计方法。这样设计得到的传感器能应用于任意边界条件和任意振速分布的两维板结构,且实时性好,拓宽了其应用范围。本文还分别以固定边界条件板及在该板中任取一小区域两种情况为例,证明了该设计方法的可行性。