一种新型的表面粗糙度非接触测量系统

本文介绍了一种新型的用于表面粗糙度非接触测量系统，该系统能用于软金属材料工程表面，纸张、木材、橡胶等非金属表面，光学元件、集成电路表面以及皮肤、动植物等表面的表面粗糙度测量。     

检测表面糙度的光纤传感器研究

论述了测量表面粗糙度的反射散射比光纤传感器的结构、工作原理。介绍了它具有的抗干扰能力强、测量精度高、重复性好、可测微小面积和孔洞底面等异型表面等特点。给出了实测结果，并对影响测量的各种因素进行了分析讨论。     

数字图像处理技术在表面划痕测量中的应用

为解决飞机座舱、机翼蒙皮表面划痕的准确测量问题,设计了一种基于数字图像处理技术的表面划痕测量系统.测量系统将物体表面划痕成像在CCD上,通过对划痕图像进行分割、变换、拟合等处理,最后得到划痕深度.这种方法较人眼瞄准方法减少了人员测量误差,提高了测量准确度和测量效率;通过对标准划痕的重复测量,实验标准差可达0.5μm,能...     

无损检测固体表面、次表面不均匀性和缺陷的激光光热偏转技术

本文介绍非接触无损检测固体物质表面、次表面不均匀性和缺陷的激光光热偏转技术,设计并建立了测量装置。文中列出了对光学薄膜弱吸收率的测量,对碳素纤维材料、光学薄膜表面激光损伤和对金属材料次表面模拟缺陷的成像检测等一些应用的结果。     

基于光谱共焦的在线集成表面粗糙度测量方法

为了提高加工检测效率,实现尺寸形位公差与微观轮廓的同平台测量,提出一种基于光谱共焦位移传感器在现场坐标测量平台上集成表面粗糙度测量的方法。搭建实验测量系统且在LabVIEW平台上开发系统的硬件通讯控制模块,并配套了高斯轮廓滤波处理及表面粗糙度的评价环境,建立了非接触的表面粗糙度测量能力。对标准台阶、表面粗糙度标准样块和曲面轮廓样品进行了测量,实验结果表明:该测量系统具有较高的测量精度和重复性,粗糙度参数Ra的测量重复性为0.0026μm,在优化零件检测流程和提高整体检测效率等方面具有一定的应用前景。     

垂直轮廓剖面迹线法测定聚合物材料断面粗糙度的研究

运用垂直轮廓剖面迹线法测定了聚合物材料的断面轮廓线粗糙度参数ＲＬ及聚合物材料冲击强度和断口表面粗糙度参数Ｒｓ的关系。实验结果指出：聚合物的面轮廓线粗糙度与试样形状、断裂性质及断口形貌等因素有关。缺口试样断口形貌均衡分布时，试样两表面的测量值相等；断试样表面和心部测量结果相同；韧断试样表面测量结果大于心部测量结果。无缺口试样冲击脆断时，试样表面测量结果与断裂源位置有关，心部测量结果一般大于两表测量平     

影响轮廓仪测量精度因素的分析

阐述了影响轮廓仪测量精度的因素——触针针尖半径及触针角度、测量力、测量基准线、测量头移动速度、轮廓仪校准后的基本误差。提出了评定表面粗糙度应依据的基本原则,即测量方向、表面缺陷、测量部位,以及使用轮廓仪测量零件表面粗糙度应注意的问题。     

不同测量表面对喷射虹吸式坐便器冲洗噪声测试的影响

以喷射虹吸式陶瓷坐便器为研究对象,按照国标GB/T 3768—1996《声学声压法测定噪声源声功率级反射面上方采用包络测量表面的简易法》规定的声学通用性导则,依据包络声源测试原理,探索建立了平行六面体和半球测量表面两种声学监测数学模型,制定了测量表面、测点阵列、测试参数、测试环境、测试步骤、安装条件、仪器设备、数据处理和不确定度评定等一系列关键技术内容;并采用单因素方差分析法,考察了在上述两种测量表面条件下同一坐便器声源样品冲洗噪声测量结果之间的离散性差异程度。研究表明,当显著性差异水平为5%时,按照平行六面体及半球测量表面法对5件陶瓷坐便器样品进行连续3次冲洗噪声测定后,每件样品的6个平均声压级及声功率级测量结果间均无显著性差异。     

光探针式表面形貌测量技术的研究

本文针对机械探针是粗糙度测量仪的不足提出并采用基于差动像散法的光探针技术测量表面粗糙度，采用小波包分析法分离表面粗糙度信号。研究表明该系统不仅测量分辨率高，而且对工件表面无任何划伤，尤其适合对光盘等含有信息的表面及软、脆材料制作的高光洁表面进行形貌测量。对Ra为0．012μm的粗糙度样板进行测量，其测量重复性为2％。     

基于高发射率标靶的物体表面温度快速精确测量研究

针对某些工业现场物体表面温度测量要求快速且精确,红外测温仪直接测温虽然快速,但准确性较低,提出了一种基于高发射率标靶的物体表面温度快速精确测量方法。采用高发射率涂料涂层制作标靶,通过在测量现场使用该标靶,可以避免物体表面发射率对物体表面红外温度测量准确性的影响,同时,对比直接测量和标靶测量结果,消除环境温度、大气温度、测量距离、大气衰减等因素的影响,从而实现物体表面温度测量的快速和准确性。实验结果与理论分析表明,该方法能有效提高物体表面红外温度测量精度,平均测量误差小于1%。     

Low-coherence fiber-optic sensor with a large numerical aperture for topographic measurements

We describe a compact fiber-optic setup for three-dimensional topometry. The measuring principle is based on low-coherence interferometry in combination with a confocal microscope. Integrating an optical arrangement based on compact disk optics together with fiber optics into one sensor yields a compact unit. The sensor has a numerical aperture of 0.45 and is suitable for measuring large surface slopes with high spatial resolution. Further, a depth measuring range of more than 1 mm can be achieved. The capabilities of our setup for three-dimensional measurements are demonstrated.     

复合材料热压成型过程用光纤压力测试技术

针对复合材料热压过程的工艺特性,建立了光纤微弯传感压力测试系统,并对系统在复合材料成型过程的适用性进行了评价。结果发现,该系统适合应用于温度小于120℃、压力范围0.005~0.5 MPa的测试环境,具有较好的重复性和稳定性;光纤在调制器中的排布密度、测试环境温度及光纤微弯形变回弹对输出光功率有一定的影响。在以上研究基础上拟合并验证了测试系统载荷-光功率方程。      

光纤传感器在测量领域的发展与应用

光纤传感器是近年来发展起来的一种新型传感器的技术,本文介绍了两种不同类型的新型光纤传感器的结构原理及在不同领域的应用,并介绍了光纤传感器在测量领域广阔的应用前景。     

多模光纤传感器复合材料固化实时监测研究

设计了一种新型光纤传感器，提出通过测量光纤末端近场模斑谱监测光纤埋置周转树脂折射率的变化。     

Fiber loop ringdown for physical sensor development: pressure sensor

A new method of developing optical fiber pressure sensors by use of a fiber loop ringdown scheme is described. The fiber loop ringdown system is characterized in terms of the ringdown baseline stability, fiber transmission loss, and fiber refractive index. The overall sensor performance is demonstrated by use of sensing forces applied to the sensor head. The current device can sense pressures in the range of 0 to 9.8 x 10(6) Pa, converted approximately from the applied forces. The sensor's linear response, repeatability, detection sensitivity, measuring dynamic range, and temperature tolerance are explored.     

Angular displacement fiber-optic sensor: theoretical and experimental study

An optical-fiber sensor based on twist-induced optical activity has been developed for measuring angular displacements at low temperature. The sensing part is composed of a fiber coil rotated between two points, which induces a twist of two sections of fiber. A theoretical study of the evolution of a general input state of polarization in the sensor gave us its main characteristics. Then experimental investigations permitted the construction of a sensor to take angular measurements over a 100-deg range with an accuracy of 0.2 deg. The thermal sensitivity of this kind of sensor is also briefly reported.     

Optical-fiber surface-plasmon resonance sensor with multiple resonance peaks

We report on an optical fiber surface plasmon resonance sensor that exhibits multiple resonance peaks. The sensor is based on a uniform-waist single-mode tapered fiber coated on one side with a thin metal layer. Owing to the asymmetry of the sensor structure, the different hybrid surface plasmon modes supported by the semicircular layer can be excited by the fundamental fiber mode. As a result, the sensor transmission spectrum exhibits several dips that depend on the taper waist diameter. The advantages of a plasmon resonance sensor with multiple dips are discussed.     

光纤模斑传感器应用于在线监控复合材料工艺过程

复合材料的固化有着复杂的内部过程, 传统的工艺条件难以保障产品的质量, 发展智能化的在线监控技术是个有效途径, 在线监控系统需要有先进的传感器。研制了一种新型光纤传感器, 提出通过测量光纤末端近场模斑谱反映光纤埋置周围树脂折射率的变化。给出了利用这种传感器进行复合材料固化监测的实验结果。发现这种光纤传感器的信号能反映固化凝胶点、固化结束点及树脂粘度的最低点, 又由于光纤与复合材料的兼容性好以及装置简单、廉价、可靠性高, 因此可以应用于复合材料固化过程的在线监控系统。     

光纤缠绕式应变传感器

研究了一种可用于机敏复合材料与结构状态监测的本征型强度调制光纤应变传感器,它由两根以上多模光纤相互缠绕绞合形成。分析了该传感器的应变传感原理,得到其既能测量拉应变、又能测量压应变的结论。传感器对应变的响应具有良好的线性和重复性,灵敏度高,无迟滞现象。对植入碳纤维/环氧复合材料内的光纤缠绕型应变传感器的实验结果与理论分析一致,表明该传感器是适合于机敏复合材料与结构状态监测的较为理想的光纤传感器。     

Development of an in-fiber white-light interferometric distance sensor for absolute measurement of arbitrary small distances

The fabrication, implementation, and evaluation of an in-fiber white-light interferometric distance sensor that is capable of measuring the absolute value of an arbitrary small distance are presented. Taking advantage of the mode-coupling effect of a long-period fiber grating, an additional cavity distance is added to the optical path difference of the distance sensor; therefore, it can generate a sufficient number of fringes for distance demodulation even if the free-space cavity distance is very small. It is experimentally verified that the distance sensor is capable of measuring small distances that are beyond the capability of a Fabry-Perot interferometric distance sensor.