折射式激光多普勒测速系统

为了测量透明物体横向运动时的位移速度,提出了一套基于激光外差干涉技术的折射式激光多普勒测速系统,并对该系统所采用的多普勒效应测速方法进行了研究。首先,通过外差干涉系统使测量光与参考光发生干涉,利用信号探测系统探测它们合光束光强变化波形。然后,使用信号分析软件分析此波形,得到合光束的拍频,即测量光与参考光的频率之差。最终,利用此拍频值进行理论计算,求出垂直于探测光方向匀速运动时三棱镜样品的位移速度,并分析了整个系统的测量误差。实验结果表明,对20μm/s、80μm/s、140μm/s、200μm/s等给定的位移速度,该系统的速度测量误差不超过1.5%。测量结果具有良好的可重复性,证实了该系统的有效性与可靠性。实验系统原理简单,输出信号信噪比较高,测量精度高,具有广泛的适用性。     

干涉条纹图中散斑噪声之滤除

散斑在光学干涉计量中被用作信息载体，但同时它也是严重的噪声。介绍了一种简单有效的滤除散斑噪声的方法，即在加窗富里叶变换域内进行掩模和阈值处理。同富里叶变换和正交小波变换相比，加窗富里叶变换有如下两方面的优点：加窗富里叶基和条纹的高度相似性使得信号与噪声容易分离，而加窗富里叶变换的冗余性则可削弱掩模和阈值处理对信号谱的破坏。此方法的有效性由数值模拟和实验的例子证实。此方法亦可滤除强度型条纹或位相型条纹中其它类型的噪声，如加型噪声。     

干涉条纹图中散斑噪声之滤除

散斑在光学干涉计量中被用作信息载体,但同时它也是严重的噪声.介绍了一种简单有效的滤除散斑噪声的方法,即在加窗富里叶变换域内进行掩模和阈值处理.同富里叶变换和正交小波变换相比,加窗富里叶变换有如下两方面的优点:加窗富里叶基和条纹的高度相似性使得信号与噪声容易分离,而加窗富里叶变换的冗余性则可削弱掩模和阈值处理对信号谱的破坏.此方法的有效性由数值模拟和实验的例子证实.此方法亦可滤除强度型条纹或位相型条纹中其它类型的噪声,如加型噪声.     

单光束楔形镜云纹干涉法

本文利用单光束楔形镜云纹干涉法代替传统的双光束云纹干涉法进行位移场和应变场的测量.单光束云纹干涉法具有光路简单,不受环境干扰等特点.本文将云纹干涉法的波前理论与近代光学信息技术有机地结合起来,对单光束干涉系统进行了分析,得到了记录的光强和再现的位移应变公式.利用该系统,得到了三点弯矩形梁的全场位移条纹图和应变条纹图.     

根据散射激光辐射的多普勒频率偏移测量流体速度

本文评述了激光多普勒系统测量流体速度的理论和应用的基本原理。对信号带宽、信噪比、灵敏度和空间分辨率,计算了光学系统几何布置的最佳方案。讨论了根据散射效率和微粒跟随流动的程度选择合适的散射微粒的问题。对所求得的速度信息的类型,简短地讨论了光电倍增管多普勒电流频谱分析的各种方法。文中评述了在这一领域里已发表过的著作,并提供数据以说明用激光多普勒系统获得的信息的类型。      

剪切散斑中新的相移技术及其在泵体上的应用研究

本文实现了一种新的剪切散斑干涉技术的载波方法.其特点是通过移动剪切棱镜,而产生载波条纹来调制变形条纹.然后,利用傅立叶变换法解调出变形条纹,获得全场位相图.本文介绍了这种载波相移技术的原理,并且对该载波技术的原理进行了推导.最后将该方法运用到舰用主泵体的离面位移导数(应变)测量上.     

流场显示中的夹层全息术

全息干涉术提供了定量计算流场密度分布的可能性。为了能获得一张定量分析的有限条纹干涉图,必须要能控制流场未扰动区背景条纹的方位和间距,过去文献报道得比较多的是采用双全息图技术,以及在两次曝光中加楔的方法。我们曾经用改变参考光束方位的方法做到了这一点。本文将介绍一种新的光学方法...     

多普勒全场测速技术的进展

多普勒全场测速(Doppler global velocimetry)是一种基于分子滤波原理来测量散射光多普勒频移, 从而测量平面内流动速度场的技术, 主要应用于流体力学、空气动力学和燃烧学实验研究中, 尤其适用于较高马赫数流场测量. 研究人员也称其为平面多普勒测速(planar Doppler velocimetry)、吸收-滤波平面多普勒测速(Absorption filtered planarDoppler velocimetry), 滤波瑞利散射技术(filtered Rayleigh scattering)等. 本文对多普勒全场测速技术的工作原理、结构组成、数据处理、发展趋势等进行了比较全面的介绍.      

用一维激光多普勒测速计测量二维湍流速度脉动均方值及雷诺切应力

本文给出在不同的正交座标系内,二维湍流速度的一阶和二阶统计量的变换公式。用这些公式和一台一维激光多普勒测速计,测量了方形管道中水流的二维湍流速度脉动的均方值和雷诺切应力。     

散斑光弹性干涉法

全息干涉法和普通光弹性法相结合产生了全息光弹性法。与此类似,本文建议将散斑干涉法和光弹性相结合形成具有一定特点的散斑光弹干涉法。近十几年来,散斑干涉法得到了很快的发展,可以获得面内或离面位移,错位散斑干涉法则可获得位移梯度场。本文建议将光弹性透明模型置于双光束散斑干涉光路中,通过两次曝光法可以获得模型的应力条纹图案。但和全息光弹性法相比,只要选择合适的漫反射器,用散斑光弹干涉法可以获得不受等差线干扰的、单纯的等和线条纹图。同样的理由,也可以获得三维应力模型冻结切片的等和线条纹图。更有意义的是采用双光片散光穿透模型的散斑光弹性干涉法将有可能获得整体三维应力模型内部的绝对光程应力条纹图,这将为三维应力分析提供一种新的实验方法。     

频域滤波及相移技术在ESPI中的应用

本文针对电子散斑条纹颗粒性强这一特点,采用频域同态滤波技术,对ESPI 条纹进行了滤波处理,实验表明,该方法对改善 ESPI 条纹质量非常有效.另外,本文还推出了一种自行设计的新型相移器,它结构简单,操作简便,并且稳定性好,可适用于各种光力学干涉光路.文章最后使用双光束电子散斑法,应用以上技术,对一个带方孔板的平面应力模型的面内位移进行了定量分析.     

VISAR测速中的信号丢失及丢失条纹数的确定

论述了VISAR测速中信号频率与被测速度增量的关系和光电倍增管、数字示波器所能响应的最高速度增量.分析了信号丢失的原因,给出了丢失条纹数的确定方法.最后对VISAR应用中如何正确选择条纹常数提出了建议.     

VISAR测速中的信号丢失及丢失条纹数的确定

论述了ＶＩＳＡＲ测速中信号频率与被测速度增量的关系和光电倍增管、数字示波器所能响应的最高速度增量。分析了信号丢失的原因,给出了丢失条纹数的确定方法。最后对ＶＩＳＡＲ应用中如何正确选择条纹常数提出了建议。     

基于小波多分辨滤波特性的结构损伤识别

小波分析作为一个很好的损伤识别工具,可以看作是传统傅立叶变换的扩展,小波变换采取了可调整的时频窗口,因此小波变换的优势是它具有了“可变焦”性能对局部信号进行多尺度的刻画。小波基的伸缩和平移系列,使小波变换可看作是一组带通滤波器。本文全面分析了小波变换多尺度带通滤波器特性以及在结构在线损伤识别中的应用。结构损伤的出现体现在结构物理参数的改变,相对应的动力响应信号将会产生局部时变特性。利用小波分析的多尺度带通滤波器在不同尺度下对结构振动信号作滤波分析。通过观察不同带宽内振动信号的时频变化来判断结构损伤的存在。     

激光多普勒测速技术讲座(一)——第一讲激光多普勒测速术概述

利用光波的多普勒效应来测量流速的技术,是继热线热膜测速技术之后流速测量技术的又一重大进展。自从1964年H Yeh和H Z Cummins发明第一台激光多普勒流速计以来,近二十年中,无论在原理、品件直至产品结构方面还是在激光流速计的应用方面,都取得了丰富的成果。尽管这种测速术有它本身的缺点,但越来越多的人们在自己的科研、实验中使用激光流速计,实践证明它的确比托管和热线风速计在不少地方具有优越性。激光多普勒测     

测量两相流中颗粒特性的相位多普勒方法理论模型

本文在几何光学近似Ｍｉｅ散射理论的基础上建立了一种计算激光多普勒信号中相左与粒径关系的数学模型。对几种常用的相对折射率情况下的相差一粒径特性进行了计算,分析并给出了光学系统的最佳配置。计算结果与Ｍｉｅ散射理论的计算结果进行了对比,有限好的一致性。     

基于LabWindows/CVI的ASK＋DPSK数字信号的解调实现

为实现软件无线电中频数字解调功能,采用矢量信号发生器产生ASK信号,使用PXI-9820以60 MHz对ASK信号进行数据采样,基于LabWindows/CVI软件平台设计人机对话面板,自主编码产生ASK+DPSK数字信号.设计解调程序模块对ASK信号予以载波恢复,并完成对ASK+DPSK数字信号的解调.仿真结果与设计编码相符合,该平台的数字化方案实现载波恢复可以有效地消除多普勒频移对解调结果的影响.     

光测条纹图处理中免除噪声的正则化条纹法

在光测条纹图自动处理研究领域内有许多不同种类的处理方法,免除噪声的正则化条纹法,或称纯条纹灰度法,是有效的方法之一。本文综述了作者提出的免除噪声正则化条纹法的原理和多种方法。然后对广义旋滤波进行了改进,用于消除 Ｅ Ｓ Ｐ Ｉ图的散斑噪声,并且不损害条纹信号分布。实验表明本方法具有良好的结果和前景。     

混合光载波法分离动静态主应力

本文将等差载波位相调制原理与夹层全息术结合形成的混合光载波法,可同时获得等差载波条纹图与混合载波条纹图.对混合载波纹图进行光学付里叶变换,利用空间滤波技术可将等和载波条纹从中分离出来.利用图象处理技术实现了对两种载波条纹图从预处理到应力计算的自动化处理.将混合光载波法应用于动态全息光弹性,分离了动态主应力. 文中还提出了一个经济实用的大尺寸载波片制作技术.     

干涉云纹光学倍增方法研究

本文提出一种干涉云纹的光学倍增方法。通过给由试件变形引起的云纹图施加一定频率的载波条纹，用具有高分辨率的记录介质记录这一附加有载波的云纹图，经处理后，记录介质相当于一个频率较低的转移变形试件栅，把它放到云纹干涉光路系统中作为试件栅，当对称入射的双光束在其上形成的虚参考栅频率为原载波条纹频率的２ｎ倍时，就可以得到倍增为２ｎ倍后的载荷条纹，使相应的测量灵敏度提高２ｎ倍。文中对这一方法进行了理论分析和实验验证。