基于CCD的炉膛辐射能测量方法研究

 提出了一种用CCD测量炉膛辐射能的方法和相应测量系统.分析了基于CCD的辐射能测量机理,建立了CCD摄像机输出电压与辐射能的测量模型.由于测量模型的复杂性和非线性会阻碍测量方法的实际应用,同时考虑BP神经网络具有逼近任意非线性函数的特性,因此提出了采用BP神经网络作为辐射能测量模型.试验表明:该测量方法是可行的,且测量方法具有较满意的测量精度.     

火焰三维温度场重建的研究

文章给出了利用面阵CCD进行火焰三维温度场重建的系统结构和基本原理,重点分析了利用外等值线重建火焰三维温度场的新方法,以蜡烛为例,用三个固定位置的CCD摄像机分别聚焦火焰的不同截面,得到三张火焰的侧面图,对该组图像运用火焰的外等值线建立模型,最后给出了三维重建的效果图,并证实了其可行性,为进一步研究火焰三维温度场在工业领域的运用奠定了基础.     

彩色CCD摄像机

分析了单片式彩色ＣＣＤ摄像机的原理和电路设计，。同时简要说明了它们的组成、结构、使用方法和应用。     

CCD彩色滤光片的制备与集成技术研究

介绍了彩色CCD的器件结构和成像原理,采用彩色光刻胶光刻法实现了彩色滤光片的制备,并通过分析彩色滤光片缓冲层、滤光片厚度和固化工艺等对滤光片性能的影响,获得了彩色滤光片的片上集成技术,并将其集成在512×512帧转移CCD器件上,完成了性能评价与成像验证.测试结果表明:制备的彩色滤光片主线透过率大于80％,光谱串扰小于15％,色纯度大于75％,集成该滤光片的彩色CCD成像色彩空间与sRGB相当,能够满足大多数CCD相机彩色成像的要求.     

基于CCD图像传感器的彩色插值算法研究

本文讨论了基于Bayer颜色滤波阵列的CCD图像传感器的几种彩色插值算法,包括邻域插值、线性插值、相关线性插值、立方卷积插值等。本文研究了基于绿色分量的CCD彩色插值算法,并对其进行了改进。基于本文方法进行实验,结果显示,可以改善普通线性插值算法引起的图像模糊。     

基于CCD的中远距离位移测量方法的研究

自从非接触测量受关注以来,基于激光和超声波的测量技术是最常用的方法。但是基于激光和超声波的测量方法的测量精度在很大程度上依赖于被测物表面的反射能力,如果测量表面不理想,那么测量系统通常会表现很差。本文基于数字图像处理技术,提出了以图像像素数来计算被测目标位移的图像测量方法,并分别对测量距离与所选参考点间距对测量精度的影响进行了分析。     

使用三个CCD的HDTV彩色摄象机

本文描述了一种用2个3×10~6象素电荷耦合器件(CCD)图象传感器的HDTV彩色摄象机的研制。这种摄象机的一种独特的特性是高灵敏度,这样高的灵敏度是通过非晶硅覆盖的图象器件而获得的。水平CCD(H-CCD)寄存器由开关谐振法驱动,这种方法仅耗费普通电压缓冲法所需功率的四分之一。本文描述了随频率成反比减小的1/f放大器噪声的抑制,以及CCD图象传感器中的漂移扩散复位噪声。     

CCD数字图像处理电弧温度场测量系统的研究

研究电弧等离子温度场的主要理论是光谱法.光谱仪采用线阵CCD接收物体表面的光辐射能量存在着采集频率与采集点数的矛盾,无法保证采集的实时性、测量误差大等不足.为了克服这些不足,修正了传统的比色法和三色法公式,研究了一种用面阵CCD作为主要光接收器件的测量电弧温度场的系统,并开发了一套针对该系统的面阵CCD数字图像处理软件.它具有成本低,操作简单和数据采集速度快等一系列优点.     

基于彩色CCD像素点亮度的测温原理研究

推导出了CCD像素点亮度和具有实物面的高温辐射体温度之间的关系。结合比色测温法,提出了一种基于面阵CCD图像的温度场检测方法。分别在普通煤炉和黑体炉上用一套经黑体炉标定过的测温系统进行测温实验,取得良好效果。通过比较热电偶测量值和本算法计算温度值,分析了本测温方法的误差产生原因。     

激光熔覆成形中熔池表面温度场的检测与研究

针对激光熔覆成形中熔池表面温度场难以测量的问题,搭建了彩色CCD同轴测温系统。通过优化实验参数,该测温平台可获得清晰、稳定的熔池表面图像,对所拍图像进行处理和计算,可以得到熔池表面的温度场。为了验证得到的温度场是否准确,搭建了红外测温系统,通过对熔池表面不同区域进行测温,得到了与CCD测量结果基本吻合的熔池表面温度分布。两种不同的测温方式得到一致的温度场,说明此测温平台是实用、可靠的,为通过实时检测熔池表面温度进而控制熔覆成形系统打下基础。     

CCD测量激光光斑方法研究

给出了用CCD进行激光光斑成像试验的结果,分析了激光光斑的测量精度和测量中存在的问题,并给出了解决途径.     

激光辐照CCD温度场与热应力场的研究

为了研究了激光与CCD传感器的作用过程及损伤机理,采用有限元分析的方法,对波长1.06μm的连续激光辐照行间转移型面阵CCD进行了理论分析和仿真研究。以基底Si表面激光辐照区域为热源建立热力耦合模型,模拟得出了CCD的温度分布和热应力分布。通过对比分析其组成材料的温度损伤和应力损伤所发生的时间,发现应力损伤先于温度损伤。结果表明,作为固定边界和自由边界的交汇处,基底Si下表面边缘处热应力于激光作用0.1s时最先超过破坏阈值120MPa,发生应力破坏; Si材料产生由下表面边缘向中心的滑移,基底逐步脱离固定; 激光作用0.3s时,遮光Al膜与SiO₂膜层也因热应力超过两种材料的附着力100MPa,而产生沿径向由内向外的Al膜层剥落的应力破坏行为,这种行为将加快基底Si材料的滑移,最终致使整个CCD因脱离工作位置而失效。该研究成果为CCD传感器的激光损伤及防护提供了理论依据。     

基于线阵CCD的精密尺寸测量系统

现有尺寸测量方式精度低,测量费时费力。为了 提高尺寸测量的精度,使测量系统便携化,操作简单, 文中实现了一种基于线阵CCD的精密尺寸测量系统。文中提出新的象元细分方法,将2个像 元间距为8μm的 线阵CCD等距错排并以60°斜放,可突破像元间距对测量精度的限制, 将最大测量误差减小为2μm,在此 基础上采用浮动阈值方法进行数据处理,实现高精度尺寸测量。利用FPGA进行硬件描述实 现线阵CCD的驱 动,对CCD的输出信号进行差分放大,采用硬件滤波方法消除曝光积分和转移过程中的电子 学噪声,采用10 位模数转换器实现数字量的并行输出,FPGA内部FIFO存储数字量结果。系统充分利用FPGA 的可编程资源, 有效降低了硬件设计复杂度,无需上位机或者ARM,节约成本,系统小型化便携化。实验表明, 该系统有效克服 光源及电子学噪声影响,可对1mm－29 mm的中型尺寸物体进行测量 ,误差小于2μm。     

提高CCD测量精度的方法研究

提出一种大幅提高CCD的测量精度的方法。将像素间距为H的CCD器件像素行沿与被测边缘垂直方向成α角度摆放时,单线阵CCD的最大测量误差减小为Hcosα;N个线阵CCD等距错排并以α角度斜放,最大测量误差将减小为(Hcosα)/N;当列间距为h的面阵CCD沿被测对象轴向斜放时,最大测量误差减小为hsinα。分别采用单CCD和双CCD,对直径为5.000、8.000和12.000mm的3个标准杆件的直径进行了测量,结果表明,双CCD斜放可获得更高的测量精度。     

空间载波相移法用于全息CT测量气体温度场

为了能从干涉图像中快速识别相位,将空间载波相移法用于实时全息检测,以电热丝周围的气体为研究对象,采用单次曝光法作了实时全息实验,获得两种干涉图像,结合全息CT技术,均得到了待测气体的温度场.研究结果经比较表明,该方法在实时全息干涉测量中,不但可行,而且准确度高,便于实际应用.     

光纤温度传感器在微波场测温中的应用

处于强电磁场的环境下，在微波场中温度的测量依然是一个技术难题。介绍了适用于微波场测温的各类光纤温度传感器，阐述了光纤光栅用于温度传感的原理及在微波场中测温的前景与应用。对微波场中测温技术的进一步发展具有一定的参考价值。     

彩色CCD终点计时系统的设计

在竞技体育比赛中，运动成绩的确认，靠以往的手工计时无法满足要求，根据国际田联的规定，大型体育赛会都要采用电动终点计时系统。目前，国内研制水平仍然停留在黑白图像判定水平上，我国举行的大型赛会，电动终点计时设备主要是从国外引进。现将高速彩色线阵CCD技术应用于终点计时系统，研制出彩色径赛电子计时系统。     

彩色线阵CCD用于物体尺寸精密测量的研究

现有精密尺寸测量系统采用单阵列的线阵CCD作为光电传感器,不能检测像元的排列方向与物体尺寸方向的夹角γ,而当夹角γ在测量中发生变化时将引起测量误差,本文采用彩色线阵CCD（TCD2901D）作为光电传感器进行精密尺寸测量,检测出夹角变化带来的尺寸测量误差,得到了误差的修正方法。