非接触测量在轮对参数检测技术的应用

轮对作为铁路车辆重要的走行部件,对于铁路的安全运输起着关键性的作用。因此准确地检测出车轮轮对的几何参数非常重要。测量原理基于线激光标定的轮对参数测量方法,系统采用传统的三角法测量原理,利用一个面阵CCD（charge-coupled device）摄像机,获取来自被照射部分车轮表面“散射”光图像,通过图像处理,能够快速获取轮对轮辋厚度参数。而标定方法的选取对于现场的测量至关重要,通过比较选择简易快捷的一种标定方法,经现场实验研究表明,该轮对参数测量方法具有检测速度快、在线实时测量的优点。     

叶绿素含量非接触式检测方法研究

植物叶绿素含量的非接触式光谱检测有着测定范围大、易于实现自动检测等优点,对实施精准农业、搭建培养室内智能监控系统具有重要的意义。但叶片结构、叶片粗糙表面引起的光散射效应、环境光等干扰因素使其定量分析难度增加,本文采用一种结合等距映射(ISO-MAP)和偏最小二乘(PLS)的非线性降维建模方法,有效地提高了模型的预测精度。与波长参比和单纯PLS两种传统建模方法相比,ISOMAP-PLS模型的预测精度分别提高了56.3%和34.4%。实验结果表明,ISOMAP算法可以降低建模复杂度的同时提高预测精度,将其应用在非接触式叶绿素含量检测中是可行的,为实现植物多种生化参数的非接触检测以及相应仪器的开发奠定了基础。     

多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的方法

本文提出了一种多普勒振镜正弦调制多光束激光外差测量玻璃厚度的新方法. 基于激光外差技术和多普勒效应, 通过做简谐振动的多普勒振镜对不同时刻入射光的频率进行正弦调制, 把待测厚度信息加载到外差信号的频率差中, 通过快速傅里叶变换对外差信号解调后可以同时得到多个待测玻璃厚度值, 经加权平均处理可以提高待测厚度的测量精度. 利用这种新方法, 通过MATLAB仿真测量了不同玻璃厚度值, 结果表明：该测量结果的最大相对误差小于0.008%.     

飞机着陆道面段运动参数图像测量技术

介绍了利用数字高速摄影机组网测量飞机着陆道面段运动参数的方法.采用凝视测量方法,通过对飞机着陆点位置的统计,正确选取测量区域,合理布设测量站点;并利用多台摄影机联合组网等措施扩展测量范围,解决了由于飞行员难以把握着陆点位置而失去对关键点的测量问题.同时,应用摄影测量原理,通过对摄影机的标校,获得了摄影机的参数;利用图像的数字微分纠正原理,对所摄图像进行修正和重建,得到摄影机的正摄影像,进而利用图像处理方法对起落架机轮及机身测量标志进行基于亚像素的跟踪判读;对判读数据进行处理,得到了飞机着陆道面段的运动轨迹、速度等数据.结合真实飞行试验对测量结果进行了分析,数据结论准确.     

非接触半绝缘SiC电阻率测试

半绝缘碳化硅单晶(SI-SiC)是非常具有吸引力的大功率电子器件衬底材料,目前已越来越多地引起了人们的重视。其晶片电阻率的测试一直是一个难题。介绍了一种非接触电阻率测试方法,可以有效地解决这一难题。该方法利用电容充放电原理。首先对样品进行瞬时充电,再利用仪器实时检测放电过程中的总电量,从而得到其变化的弛豫曲线,之后对该曲线进行数学分析得到弛豫时间τ,最后利用弛豫时间τ计算出半绝缘碳化硅单晶的电阻率。实际测试时,先将晶片表面划分为若干等面积的小区域,再利用仪器逐个测试这些区域的电阻率,最后将所有电阻率的数据处理成一张电阻率分布图。该方法对半绝缘材料的研究工作具有积极的指导作用。     

一种具有高转速的新型非接触式超声电机

提出并研制了一种具有高转速的新型非接触超声电机。建立了电机的驱动分析模型,仿真获得了输出力矩的特性。实验测试了样机定子的振动特性、电机转速和堵转力矩。其最高转速达到6 031 r/min,堵转力矩为3.5 mg.m。研究结果表明,理论分析和试验结果较吻合。     

Manifestation of Strongly Correlated Electrons in a 2D Kagome Metal–Organic Framework

2D and layered electronic materials characterized by a kagome lattice, whose valence band structure includes two Dirac bands and one flat band, can host a wide range of tunable topological and strongly correlated electronic phases. While strong electron correlations have been observed in inorganic kagome crystals, they remain elusive in organic systems, which benefit from versatile synthesis protocols via molecular self-assembly and metal-ligand coordination. Here, direct experimental evidence of local magnetic moments resulting from strong electron–electron Coulomb interactions in a 2D metal–organic framework (MOF) is reported. The latter consists of di-cyano-anthracene (DCA) molecules arranged in a kagome structure via coordination with copper (Cu) atoms on a silver surface [Ag(111)]. Temperature-dependent scanning tunneling spectroscopy reveals magnetic moments spatially confined to DCA and Cu sites of the MOF, and Kondo screened by the Ag(111) conduction electrons. By density functional theory and mean-field Hubbard modeling, it is shown that these magnetic moments are the direct consequence of strong Coulomb interactions between electrons within the kagome MOF. The findings pave the way for nanoelectronics and spintronics technologies based on controllable correlated electron phases in 2D organic materials.     

光栅尺测长式激光差动共焦曲率半径测量系统

为了增强高精度曲率半径测量仪器的抗环境干扰能力,满足现场使用需求,研制了一套基于光栅尺测长的激光差动共焦曲率半径测量系统。该系统利用差动共焦轴向光强响应曲线的过零点对应系统物镜聚焦焦点这一特性,对被测样品的猫眼位置及共焦位置进行精确瞄准定位,并借助光栅尺测长得到透镜猫眼位置与共焦位置之间的距离,实现曲率半径的测量。实验表明,该系统相对测量精度优于510-6,满足高精度曲率半径测量的精度需求。     

基于面阵CCD的密度测量系统研制

本文介绍了一种基于面阵CCD传感技术的带倒角柱形特殊工件密度测量系统。传统的接触式测量方法效率低、人为误差大。对此,提出采用基于计算机视觉技术的非接触式测量。在介绍测量原理的基础上,详细介绍了测量软件的图像处理部分,其功能包括图像灰度化、图像分割、轮廓提取、特征点坐标计算等。采用该技术能一次测量芯块的多个参数,实现了芯块密度及几何尺寸的快速准确测量,具有非接触、分辨率高和自动化程度高等优点,是密度测量的一项有效技术。     

基于各项异性的组合式PVDF应变传感器

在应用压电薄膜测量结构表面应变时,薄膜上的感应电压是其面内两个正交方向应变的函数。要获得结构表面某处一个方向的应变,就必须在该处粘贴和检测两片以上的压电薄膜,这对应用于随机载荷作用下的结构应变测量非常不便。利用压电薄膜材料的各向异性开发了组合式压电薄膜应变传感器,这使检测的感应电压和结构表面单一方向的应变成正比关系。根据压电方程推导了组合式压电薄膜输出电压和被测单向应变间的关系,并通过对一个带有小孔平板试件的应变分布测量试验和有限元数值分析,验证了该组合式应变传感器的可行性及具有很高的测量精度。该法操作简单,对实际工程结构应变测量具有重要的实用价值。