激光应用 激光测量

TN247 2005031786 轮对轮缘磨耗的光电图像检测方法=Using optoelectronic image detecting method to measure the wear of wheel set flange[刊,中]／吴开华(杭州电子工业学院自动化分院．浙 江,杭州(310018)),张建华…∥光学技术．-2004．30 (5)．-535-537,540 提出用光电图像方法非接触检测车辆轮对的轮缘磨 耗。用高精度激光位移传感器实现轮缘内侧面的定位,用 激光线光源和高分辨CCD探测器获取轮缘轮廓,通过与     

不同轮缘密封结构封严特性研究

主流的高温燃气在压力差的作用下通过涡轮动静叶之间的轮缘间隙入侵盘腔内部,造成涡轮盘过热。本文利用数值模拟计算方法,以1.5级涡轮为研究对象,研究了涡轮轴向轮缘密封、径向轮缘密封以及圆柱孔状径向轮缘密封结构的封严特性,分析了圆柱孔轴向位置和直径尺寸对轮缘燃气入侵和封严特性的影响。结果表明:数值计算得到的结果与实验值吻合良好,验证了所用数值方法的可靠性;径向轮缘密封相对于轴向轮缘密封在小冷气量工况时具有更好的封严性能,但在大冷气量工况下情况相反;当圆孔直径较大时,圆柱孔状径向轮缘密封可以改善传统径向轮缘密封在大冷气量工况下的封严性能,提高封严效率。     

基于多DSP的车轮外形磨耗动态检测系统

针对矿井绞车车轮外形磨耗动态检测问题,构建了由线状光源、CCD、多DSP图像处理子系统等组成的系统.对于车轮磨耗图像的获得和外形曲线的提取,重点阐述了多DSP处理系统在绞车车轮外形磨耗实时检测中的设计问题.车轮外形的提取采用了一种梯度边缘检测算法来实现,并给出了磨耗值计算的变换矩阵.初步试验表明该系统的检测误差不大于0.3 mm.     

用圆滚线方程讨论轮缘上点的速度、加速度

一般讨论纯滚动轮缘上任一点的速度、加速度时,在普通物理力学中是从相对运动观点出发,理论力学是用瞬心法研究,因为轮缘上任一点在纯滚动时它的轨迹是一圆滚线(旋轮线)。也可以用数学的方法从圆滚线方程来对轮缘上任一点的速度加速度进行讨论,看起来是烦了一点,但讨论更严密更一般了,能够把数学和物理问题更紧密结合,使学者能更深刻理解物理意义并对数学学习更有兴趣。 一、圆滚线方程: 纯滚动时,轮缘上任一点A,所走的轨迹是一圆滚线,设开始时A点和所选坐标xoy的原点O重合,如图(一)所示,则A点在任一瞬时的方程为: S=R(0一sillo)f + R(l…     

提高激光传感器用于现场校准装置精度的研究

阐述了激光传感器在位移传感器现场校准装置中的应用,对激光传感器的测量原理及校准方法进行了分析。结合现场校准的特殊性,分析现场校准过程中的误差来源,提高现场校准的精度。应用2m比长仪对激光传感器进行溯源,研究激光传感器在大长度测量应用中提高精度的方法,采用曲线拟合的方法对测量结果进行补偿。最后应用空气弹簧隔振平台的高度监控系统对溯源后的激光传感器进行验证。实验结果表明,应用激光传感器的位移传感器现场校准装置,其精度可以达到0.1%。     

基于附加示踪变量法的涡轮轮缘密封非定常封严特性研究

采用基于附加示踪变量法和数值求解三维Unsteady Reynolds-Averaged Navier-Stokes(URANs)和k-ω-SST紊流模型研究了涡轮轮缘密封的非定常燃气入侵和封严效率。通过与模型实验的轮缘密封封严效率的比较,表明非定常时均结果与实验数据吻合良好,同时验证了基于附加示踪变量法的非定常数值方法模拟轮缘密封封严特性的有效性。分析了轴向和双重轴向轮缘密封的非定常封严特性。研究结果表明:静叶尾迹和动叶前缘附近的压力势场的非定常干涉效应以及盘腔中非定常的压力分布会强化主流燃气入侵。与非定常计算时均结果相比,定常计算会低估轮缘密封的燃气入侵量以及燃气入侵对盘腔流场的影响。双重轴向轮缘密封相比于简单轴向轮缘密封可以显著提高涡轮盘腔的封严效率。     

基于激光超声的微裂纹检测技术的研究

在固体中利用激光产生超声波 ,可作为超声测量和材料无损检测的一种新方法。介绍了激光超声表面波的产生机理、微裂纹的检测方法及其应用。采用Nd∶YAG脉冲激光器、扩束与聚焦透镜组、PZT探头、数据分析仪等器件设计并构建了一套基于接触式检测方法的激光超声微裂纹检测实验系统。通过对大量实验数据进行处理 ,得出了相应的各种关系曲线 ,说明了线光源产生的超声表面波非常适用于材料表面微裂纹的检测     

激光超声无损检测技术

 传统的无损检测方法具有一定的局限性,例如:在高温高压、高湿、有毒等某些恶劣检测环境中,或被测工件具有放射性或腐蚀性,以及被测工件具有较快的运动速度时,已不能完全满足要求。因此,人们一直都在努力寻找适合于上述情况的无损检测方法。这里介绍一种激光超声检测技术,它是利用激光脉冲激发超声从而实现无损检测的一种方法,已逐渐成为材料无损检测的一种重要手段。本文详细介绍了激光超声的检测原理及应用,并指出目前尚存在的问题及解决措施。激光超声的激发原理激光超声是指用脉冲激光在介质中所产生的超声波或利用激光来产生超声这一物理过程。激光可以在固体中产生超声,也可以在气体和液体中产生超声。     

车辆轮对踏面缺陷的光电检测方法研究

铁路车辆轮对踏面的擦伤与剥离是车辆在运行过程中形成的一种常见的不规则表面缺陷,是轮对检修过程中必须检测的一个项目。提出了一种利用光电技术非接触测量此表面缺陷的方法。该方法在轮对旋转条件下,用精密激光位移传感器对踏面进行快速扫描,采集值经处理后被转换为数字图像,再通过图像处理识别是否存在表面缺陷。必要时通过对缺陷部位的往复扫描,更准确识别出擦伤与剥离是否超出段修限度。该方法可有效检测出踏面缺陷,重复性好,可满足车辆段修现场使用要求。     

高能高功率激光参数测量技术研究

简述了高能高功率激光技术的发展现状及其计量测试需求,介绍了近年来开展的高能高功率激光参数计量测试研究取得的进展,给出激光功率能量、时域参数和空域参数等测量原理和方法。指出了高能高功率激光参数测量面临的主要问题及需要突破的关键技术,包括大动态范围功率能量“无畸变”衰减技术、激光功率能量现场测量技术和功率能量计溯源及后向散射补偿方法等。     

基于激光透射法测量平板玻璃的厚度

为实现平板玻璃厚度的非接触检测,采用透射法由线激光光源组成双向对称的测量光路,以线阵CCD作为传感器,采用USB图像采集卡实时提取图像,根据自适应边界阈值定位,通过灰度重心法提取目标像素中心.结果表明该方法厚度测量值在误差允许范围内,满足测量要求.     

刚体微位移非接触式光电检测系统

提出用标定法测量刚体多维微位移，该方法具有结构简单，性能可靠，集成化程度高，工业上易实现和价格便宜等优点。本文采用一个小功率激光器为光源及一种新的ＣＭＯＳ图像传感器为光电传感器件，通过相关分析法和数据拟合等图像处理技术，提高整套系统的精度和分辨率。     

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。     

用波尔共振仪研究混沌现象

用半导体激光器作为光源,用鼠标作为位移传感器,将波尔共振仪摆轮的振动转化为鼠标的运动轨迹,并通过Ghost Mouse-Setup软件记录鼠标轨迹,最后通过Labview软件对记录的轨迹进行信号处理,通过观察分析吸引子来研究波尔共振仪中的混沌现象。实验结果表明:波尔共振仪中摆轮做阻尼振动时,其振动振幅出现随时间逐渐减小,最终停止摆动的确定性规律,但每一次摆轮的运动过程都是随机的,各不相同。只要时间足够长,摆轮最终都会收缩成一点,形成稳定的焦点,即混沌吸引子。这就是波尔共振仪中摆轮做阻尼振动出现的混沌现象。     

基于小孔光学系统与面阵ＣＣＤ 的激光位移传感器系统设计

为了降低激光位移传感器的生产成本,提出一套新型激光位移传感器系统的设计方法。该设计基于三角测距原理,使用ＣＣＤ 单板机作为光电探测器,换用小孔光学系统替代透镜,并针对小孔光学系统的特点对传感器系统重要参数的确定方法进行了研究,编写图像处理算法提取目标图像中的位移信息,从而达到非接触式位移测量目的。搭建了一套该新型激光位移传感器系统进行位移测量实验,结果表明此系统可以达到量程为５０ ｍｍ、精度为１ ｍｍ 的测量需求。     

HDP-HSMM的磨削声发射砂轮钝化状态识别*

在高精度金属材料磨削加工中,刀具即砂轮的状态对加工效率和加工质量具有重要的影响。钝化程度较高的砂轮不适于加工精密工件,需提前预警并修整更换砂轮。该文提出一种通过磨削声发射信号来检测砂轮钝化状态的方法。首先,对于采集到的信号进行小波软阈值降噪。然后,将其分割成多个有重叠的帧,并提取每帧信号的8个特征组成声发射数据集。最后,通过分层Dirichlet过程-隐半马尔可夫模型来建立声发射数据集和不同的砂轮钝化状态之间的非线性关系,旨在识别砂轮钝化状态。结果表明,上述检测方法能有效识别砂轮的不同钝化状态并能对整个加工过程中的砂轮钝化程度进行自动划分,其在测试数据集上的准确率达到93.7%,可以为实际工业应用提供理论指导。     

积分球光源分布温度对宽波段光学遥感器绝对辐射定标的影响及其校正

实测了积分球输出光谱辐亮度分布曲线,并得到积分球光源的分布温度。从理论上分析了积分球光源分布温度影响宽波段光学遥感器绝对辐射定标精度的原因和机理,并仿真计算了包括积分球和太阳在内的几种不同分布温度光源定标某宽波段光学遥感器时得到的定标系数。仿真结果表明,不同分布温度间的定标系数最大差别大于2%。在此基础上提出了积分球光源分布温度影响绝对辐射定标系数的校正方法,为提高宽波段遥感器的辐射定标精度和遥感图像辐射校正提供了思路和依据。     

提高多光源汇聚光斑中心定位精度的形态学滤波方法

在激光指令传输中,为形成较大的光覆盖区域并增大光源的作用距离,将多个特性相同的激光器矩阵排列,构成组合光源。针对点阵多激光管光源在开放环境下成像光斑具有多个光能中心的特点,采用形态学滤波中的开启、闭合运算,去除背景噪声斑点,平滑光斑内部的小光斑叠加和干涉造成的不规则条、孔,使得能以简化的分割和定位算法,快速获得接近实际的完整光斑边界,光斑中心定位精度的均方差不大于1.2%。该方法能快速、高精度定位这种叠加光斑的中心,为远距离激光对准和测控提供了可靠的精度和时效保证。