激光三角法板材在线测厚系统设计

叙述了激光三角法测厚的原理，对板材在线测厚系统进行了硬件设计和软件设计并给出了系统测量指标。     

基于RBF神经网络的高精度在线激光测厚算法

为进一步提高单CCD双光路激光三角法动态在线测厚系统的测量精度,提出了一种基于RBF神经网络的CCD靶面上光斑位置与被测物厚度之间函数关系的拟合算法。通过理论分析之后,设计了基于RBF神经网络直接拟合CCD靶面上两光斑位置信息与被测物厚度之间关系和现有的最小二乘法拟合三次多项式模型方法进行实验对比,两种方法分别得到了一个网络和一个近似数学模型。通过使用十组标准厚度塞尺在不同位置进行验证实验,发现前者方法计算出的厚度值更加靠近塞尺的客观值。实验结果表明,用RBF神经网络拟合两个光斑坐标和被测物厚度之间的关系,成功地提高了现有系统精度,鲁棒性好,时间复杂度尚可。     

玻璃测厚系统中激光双光斑中心定位方法

双激光光斑中心定位是利用半导体激光和CCD组成的玻璃厚度测量系统中的重要步骤。双光斑中心测量中由于光斑之间相互干扰,易导致光斑分布不均匀和杂散斑干扰严重等问题。传统的定位算法应用在玻璃测厚系统中均存在精度较低、抗干扰能力差等缺点。提出一种基于高斯拟合法的改进算法。首先采用二维零均值高斯函数进行平滑滤波;然后利用高斯拟合法对光斑进行拟合,以获得表征光斑理想光强分布的高斯函数;最后根据理想光强分布将杂散斑滤除后再进行高斯拟合求得光斑中心坐标。仿真实验结果表明此方法可以提高中心定位的精确度和抗干扰能力,使定位误差小于0.1个像素。     

反射激光式超声测厚传感器及其应用

研制了激光超声测厚传感器,并对其测试原理进行了讨论.该传感器具有高频响、频带宽、较高的灵敏度且易于调节.进而采用该传感器测试了由脉冲Nd:YAG激光在抛光的薄铁片上所激发的超声纵波.根据铁片背面对心处接收到的超声纵波及其回波波形,可以推算出样品薄板的厚度.理论和实验测试结果显示,该传感器的相对测量误差达0.5%.     

离焦量对激光超声测厚的影响

为了研究离焦量对激光超声信号幅值的影响,采用相同能量的脉冲激光辐照不同厚度的铝质试块进行了工件测厚的实验。光路会聚采用焦距100mm的平凸球面聚焦透镜,将该透镜固定于5维光学调整架上,调节水平轴旋钮以改变离焦量;利用中心频率5MHz的压电探头接收激光超声波信号,并记录所有试块在每个离焦量下的超声信号数据;依据信号之间的时间间隔,求出每个铝质试块的厚度。结果表明,测厚结果与工件实际厚度之间的相对误差均在3%范围内;在等量激光脉冲激励下,当工件表面处于离焦量-10mm时,获得信号的幅值最大。     

PSD精密薄板在线多点测厚系统

为满足精密薄板厚度在线测量的精密性、实时性和可靠性要求, 将基于调制、带通滤波和峰值检测的信号处理技术与激光三角法相结合, 设计了高精度 PSD微位移传感器, 并利用多个传感器和差动三角法制作了采样速率达到 1 kHz, 测量厚度范围为 6 mm, 测量精度可达 10滋m的薄板多点测厚系统原理样机。系统基于 SOPC技术, 在 FPGA内扩展了多个串口作为测量数据传输通道, 同时采用 ARM9微处理器做控制中心, 利用其内部的 SMC(静态存储控制器)与 FPGA连接, 实现了测量数据的实时传输、处理和显示。最后, 对系统的稳定性以及影响因素进行了测量和分析。     

双激光位移传感器测厚实验装置的研制

利用2个激光位移传感器搭建非接触在线测厚实验装置,设计编写了厚度测量软件,软件通过串口实时采集传感器数据,输出被测样品厚度。装置的测量范围为0.1 mm~10 mm,测量精确度为±25μm。用厚度标准尺作为样品,对装置进行标定后,采用不同厚度的样品,进行了静态和动态的厚度测量实验。分析了误差来源及解决办法,为后期精密、实用的冷轧钢板非接触式在线测厚系统的研制奠定了基础。     

一种新型激光测厚装置的设计

为了实现对热轧钢板的在线厚度测量,建立了自动激光测厚系统。对该系统所采用的机械设计、光路设计、基于MATLAB的图像算法等进行了研究。首先使用激光器将激光倾斜投射到待测钢板的侧面上,并在激光器前方设置一块挡板,挡住水平方向上的部分光线。接着使用工业摄像机将被测板上的激光光斑成像于CCD靶面上。然后根据CCD上挡板所成像的位置计算出钢板的离焦量。最后根据CCD上钢板侧面所成像高和钢板的离焦量与待测板厚的几何关系,计算出钢板的厚度。结果表明,钢板厚度为8mm～120mm时,系统测量精度为0.32mm,低于测量系统要求的0.5mm;测量系统受高温辐射影响较小。能够满足工业生产线上热轧钢板自动厚度测量的稳定性好、精度高、受外界干扰小等要求。     

基于阈值和小波去噪的激光在线测厚技术

采用激光三角位移法实现传感器对锂电池在线涂层厚度的测量.针对激光测厚所产生的静态和动态误差,静态误差通过系统标定滤除,动态误差采用阈值判断和多尺度小波算法实现高频去噪,保留低频有效膜厚.实验结果表明:该技术相比于单一的多尺度小波去噪,更适合于非连续性的涂层膜厚测量.     

智能仪表在管道化溶出机组在线测厚的应用分析

通过分析管道化溶出机组测厚的特点,和智能仪表设计特点,提出一个以ARM为基础的智能在线监测组合模式,并在此基础上简要介绍了ZigBee无线通讯技术和超声波技术。同时根据生产实际提出管道测点布置方案。     

激光振动测量的发展与展望

激光振动检测是激光测量技术的重要应用之一。本文综述了激光振动方法中的散斑法、光三角法、干涉法及全息法，并分析了其各自的发展状况和特点，指出了激光振动测量目前亟待解决的问题和今后的发展趋势。     

智能型激光三角法振动测量技术研究

为了实现主轴振动实时非接触测量技术的智能化,提出了一种基于移动终端操作系统的振动测量方案。改进了激光三角法振动测量模型,推导出被测物体的振动位移变化量和反射光斑位移变化量成线性关系。设计了振动测量系统,通过WIFI进行数据传输,提高了数据的安全性,实现了远距离传输。设计了移动端软件,减小了振动测量系统的体积,采用滑动平均滤波法消除了周期性干扰。根据信息论进行不确定度分析,采用信息熵表示不确定度。经过实际测试,该系统的测量不确定度为2.66 bit。研究结果对振动测量方案的设计具有一定的指导意义,为相关机械领域中振动测量的后期深入研究奠定了理论和试验基础工作。     

压电陶瓷圆环径向厚度振动分析

对压电陶瓷圆环的径向厚度振动进行了分析,使用压电理论和机械振动理论推导出压电陶瓷圆环的谐振和反谐振频率方程,采用图像法求解得到谐振频率,与实际测量结果的误差小于1%。该文还应用有限元分析软件对压电陶瓷圆环的振动模态进行了分析,并与理论计算进行了比较,结果吻合。     

激光干涉位移传感法实时检测结构挠度和振动

利用激光干涉位移传感法测量了结构物的高面位移。提出了在x方向及与其相垂直的y方向相互独立的测量光路，以解决构件二维平动检测。对于振动问题，测量了结构物的振动响应特性。     

新型声光通信激光多普勒信号的鉴频电路

根据激光多普勒测振技术进行声光通信的工作原理,设计一种新型、小型激光多普勒测振信号鉴频电路。该电路根据外差探测原理,本地振荡器输出信号与探测信号混频得到一路信号,经90°移相后的本地振荡器输出信号再与探测信号混频得到另一路信号,利用这两路信号得到了多普勒频移量和声源振动的频率。利用扬声器激发的水面模拟振源进行实验,表明该电路可有效测量的振动频率范围为300 Hz~10 kHz,证明可用于水下光声通信。     

激光散射法用于透明介质膜片厚度的精确测量

用激光经透明介质膜片反射后的散射条纹分布测量膜片的厚度,精度比接触性测量高二个数量级。     

激光光纤测振仪测量多层压电变压器的振动

多层压电变压器具有体积小,质量轻,效率高等特点,具有许多重要的应用领域。本文首次采用目前国内外最先进的激光光纤测振仪测量了多层压电变压器的谐振特性和振动位移情况,为多层压电变压器的设计和研究提供了一种非常有效的测试技术。     

飞秒光学频率梳在精密测量中的应用

飞秒光学频率梳通过锁定飞秒锁模激光的重复频率和偏置频率至微波频率基准,在时域上得到重复频率稳定的飞秒脉冲激光,在频域上得到频率间隔稳定的激光频率梳。飞秒光学频率梳作为微波频率与光学频率的桥梁,可以实现对激光频率的直接精密计量,同时作为一种有别于传统连续波稳频激光的特殊激光光源,在激光频率标尺、绝对距离测量和精密光谱测量等光学精密测量领域都有着重要应用。综述了飞秒光学频率梳在若干光学精密测量应用中的研究进展、关键技术和研究动向,分析了其在未来光学测量中的重要作用。