微细管道内壁缺陷测量系统构建和技术

为满足微细管道内部缺陷检测需要,提出了一种将外部光源导入、内部图像导出的解决新思路,基于360°全景锥镜、视像管、环形光源、近景光学镜头及高分辨率相机构建了光学信息传输部件,并与计算机共同组成机器视觉检测系统。在检测系统构建中,光学信息传输部件的姿态调整是一个关键环节,本文对此展开了深入的研究,给出了调整评判依据及完整的调整实现流程,最终构建了较为理想的微细管道内部缺陷测量系统。基于测量系统,对深100mm、孔径9mm的管道样件内壁上0.5、0.8及1.0mm的微孔模拟缺陷进行了多次测量,测量结果标准差分别为0.025、0.026及0.028mm。实验结果表明,基于本文的调整技术构建的检测系统,可以实现检测部件与待测管道的精确对准,进而实现微细管道内部缺陷的高精度测量。     

基于机器视觉的微细孔壁缺陷检测

为满足微细孔壁缺陷工业在线检测的快速性和准确性的要求,采用一种特殊的锥面镜成像部件获取孔壁图像,实现对微细孔壁缺陷的机器视觉检测。锥面镜成像过程将照明光路和成像光路合二为一,根据所获图像的特点设计出环形图像展开算法,转换为矩形图像后拼接出完整的孔壁图像。利用电控平移台和相机之间的触发配合,保证了图像采集的实时性和准确性。构建实验平台并对相关参数予以分析,实现了对直径为8mm、深为100mm微小孔壁缺陷的自动化检测,可以检测出直径0.3mm的缺陷,测量标准差为0.021,验证了后续工业化应用的可行性。     

基于主动式全景视觉的管道形貌缺陷检测系统

针对现有的管道缺陷检测技术不能同时对管道的形、貌缺陷进行检测与评估这一工程难题,在前期研究工作的基础上,设计了一种基于主动式全景视觉的管道内部缺陷检测系统,能够快速获取管壁密集点云的三维坐标,同时对内壁表面缺陷进行检测与评估。首先利用主动式全景视觉传感器（AODVS）实时获取内壁全景图像和激光横断面扫描全景图像,然后对管道内壁全景图像进行柱状展开、预处理和缺陷检测及分类等处理;然后对激光横断面扫描全景图像处理,计算管道内壁点云的三维坐标,进一步对管道缺陷部分进行定量分析,最后利用三维建模技术重构带有真实纹理信息的管道模型。实验结果表明:文中设计的检测系统能够对管道凹凸形变、孔洞、管壁裂缝、腐蚀等缺陷进行检测与分析,具有较高的检测精度,为管道内表面三维测量和重构提供了一种新的手段。     

微细台阶测量技术的发展现状

微细台阶参数是大规模集成电路和微机械结构制作过程的重要技术指标 ,直接影响器件和构件的特性 ,目前要求台阶测量应具有纳米级精度。概要介绍了台阶测量技术的发展情况 ,阐述了非接触台阶测量和接触式台阶测量技术 ,从测量原理、测量精度与分辨率、适用范围、对被测对象的要求与影响等几方面分析了各种测量方法的特点 ,并得出了结论。     

道内壁截面轮廓提取方法的研究

为了研究细管道内表面检测技术,在分析细管道内壁成像特点的基础上,提出了一种内截面轮廓提取方法。首先根据投射在管道内壁光环的几何特征,提取出有效的图像区域。以图像中心为原点按一定的角度向光环做射线,把图像均匀分成若干扇形,再分别沿着每一射线径向搜索出灰度值最大处作为内轮廓截面上的一点。根据提取出的截面上点的坐标,可以计算轮廓上任一点的半径。该方法的检测精度达到±0.1mm。实验结果表明,利用该技术,能够实现小管道内壁的检测。     

基于卷积神经网络的管道表面缺陷识别研究

针对传统管道表面缺陷检测方法存在效率低、准确率不高的问题,提出一种通过机器视觉检测管道表面缺陷的方法,在采集管道表面缺陷的图像信息后通过卷积神经网络的算法分类不同的缺陷。通过加入批量归一化层,改进低层和中层卷积核的构造,优化了GoogleNet的构造,提高了卷积神经网络的泛化性和收敛性。试验结果表明,应用卷积神经网络后对管道表面缺陷的识别率较高,显著提高了管道表面缺陷识别的效率和准确率,具有较好的工程意义。     

油气管道缺陷检测技术综述

油气管道泄漏将会造成巨大的经济损失和环境污染,因此,需要采用管道缺陷检测相关技术来定期对管道进行缺陷检测,最终达到对油气管道的保修和维护目的.本文首先归纳了油气管道缺陷检测技术演进过程,然后从申请人和申请量的角度进行了专利分析.     

微细管道内表面检测器的对中方法研究

根据记忆合金(SMA)弹簧的电阻和回复位移一一对应的特性,提出了一种微细管道形貌检测器对中方法。由于空间的限制,微细管道形貌检测器一般采用2排环向均匀3个弹性触角的方式和管道内壁接触,但装配等原因可能造成3个触角组成的中心和检测器中轴线不重合,从而引起形貌检测器相对于检测管道的倾斜。采用SMA弹簧可以有效地解决这一问题。首先根据采集到的图像计算各个触角的偏移大小,然后通过比较施加在弹簧上的电压值,来控制加热电流的开关,从而调节其回复位移,实现形貌检测器的对中。修正后,检测器的检测精度可以达到±0.1 mm。     

基于机器视觉系统的半透明薄膜缺陷检测及厚度测量研究

提出了一种基于机器视觉系统的薄膜缺陷检 测与厚度 测量的方法。该方法通过建立CCD接收到的放置薄膜前后的图像灰度与厚度之间的关系,利 用同样的图像采集硬件 和不同的软件分析方法,在保证实现最小缺陷0.1mm×0.1mm检测的同时,完成单次66mm的大范围厚度测 量。在基于透射光密度原理进行厚度测量时,为减小测量误差,采用标准密度值标定板对系 统进行标定,对计算的 理论光密度值进行偏移校正。以四氟薄膜为例,其厚度检测平均误差为5.7%,标准偏差为6.66%。仅需匹配简单的 扫描装置,便可在普通的视觉系统上完成薄膜划痕、气泡等表面二维缺陷的识别以及三维轮 廓的全场在线测量。     

微细孔壁缺陷检测的非对中补偿

为了满足小型化、微型化的微细管道管内测量需求,采用外部光源导入、内部图像导出的新思路,突破管道内壁检测方法中传感器内置的传统模式,解决了微细管道内部空间狭小的难题。在实验室前期研究工作的基础上,完善了系统测量方案,并针对检测系统的关键难题,即视像管与待测管轴线对中问题进行了深入研究,分析了该问题对系统测量结果的影响,建立合适的数学模型,提出了基于图像畸变矫正技术的补偿方案,以提高系统的测量精度。结果表明,搭建测量系统,对直径12mm的微细管道内壁上直径为0.6mm,0.8mm及1.0mm的微孔模拟缺陷进行了重复性测量,应用补偿方案后的测量结果均值误差小于0.02mm,标准差不超过0.03mm。所提出的图像畸变矫正方案能够解决视像管非对中造成的影响,满足微细管道内壁缺陷高精度测量的要求。     

小口径深度凸非球面的高精度面形检测

凸非球面反射镜在反射式光学系统中的应用非常广泛,但其面形高精度检测一直是光学制造领域的难题。为了实现小口径、深度凸非球面的面形高精度检测,提出了一种基于计算全息图（Computer Generated Hologram,CGH）的零位干涉检测技术。首先,详细阐述了该技术的检测原理和方法,给出了计算全息中补偿测试全息和对准标记全息设计过程中的技术要点;然后结合工程应用,针对口径15 mm、顶点曲率半径11.721 mm、非球面度达到72 μm的深度凸非球面,设计并制造了相应的CGH补偿元件,完成了相应零位干涉检测系统的搭建和检测实验;最后,与Luphoscan的检测结果交叉对比,验证了该检测方法的准确性。该技术为小口径凸非球面的高精度检测提供了一种有效的方法,具有显著的工程应用价值。     

一种表面发射率的测量方法研究

大型实验设备由于表面温度难以控制而使其表面发射率精确测量较为困难。在分析表面发射率测量误差主要来源的基础上,提出一种表面发射率工程测量方法。分析并推导了到达探测器上的辐射量,利用两发射率已知的设备,实现了环境辐射量的测量,从而消除了环境辐射对表面发射率测量的影响,有效提高了测量精度。设计了实验方法并进行了发射率测量实验,实验结果表明未考虑环境辐射的测量方法与该方法的计算结果相对误差可达20.37%,验证了该测量方法的可行性和准确性。     

嵌入式软件缺陷的自动定位技术实现

在嵌入式软件开发中,代码缺陷会导致软件系统瘫痪。为了实现对软件缺陷的自动定位,提出一种基于抽象语法树解析的嵌入式软件代码缺陷定位技术。采用软件代码缺陷信息演化导入模型进行嵌入式软件的缺陷抽象语法树建模,对软件设计和程序代码中的缺陷模式进行信息重构,对嵌入式软件的括号、设计、命名等代码缺陷进行语法逻辑探测与自动优化,实现软件缺陷的自动定位。测试结果表明,采用该技术进行嵌入式软件缺陷定位的精度较高,时间成本较低,提高了软件的可靠性。     

重构测控专业机械测控技术课程体系的研究

对测控技术与仪器专业的机械测控技术课程体系做了分析,对机械测控技术课程体系、教学内容、教学方法等方面的改革进行了研究,实践结果证明改革后提高了教学效率和教学质量。     

多路红外激光脉冲波形测量技术

介绍了一种用于高功率大型激光装置的多路红外激光脉冲波形测量原理和系统构成.整个测量系统由取样与光纤耦合单元、光纤传输单元、光纤合束与光电转换单元、数据采集单元构成,针对多路合束导致测量系统存在取样稳定性难题采用望远缩束、成像相结合的光纤耦合方法解决了光束的角漂问题,并对脉冲测试的影响因素进行了系统评价.实验结果表明,利...     

A system for unobtrusive measurement of surface currents

A backpropagation technique is investigated that uses the plane wave spectrum to reconstruct the subwavelength features of the current distribution on flat surfaces without damaging the surface under measurement. The technique employs spectral and spatial filtering of the measured signal to capture the propagating spectrum as well as a portion of the evanescent spectrum. Special consideration is given to avoiding exponential amplification of measurement noise during backpropagation of the evanescent spectrum. This approach uses equipment commonly available in antenna measurement laboratories, for example, a network analyzer, a horn antenna, a magnetic field probe, and an automated positioning apparatus for the probe. The approach is first studied using computer simulations. The results from the simulations are then used as a guide to develop an actual measurement system. The measurement system is constructed and tested by measuring the surface current on a slotted plate. The measured current distributions are compared with results from finite-difference time-domain (FDTD) computations to demonstrate the feasibility of the technique     

New configurations for the measurement of small resistance changes

In this brief, three circuits for the measurement of small resistance changes are proposed. The circuits offer the advantages of reduced bridge complexity and produce an output signal that is twice that of a proposed current-mode bridge and four times that of the conventional Wheatstone bridge. Also, the circuits have no common mode input signal and can accommodate multiple sensors without additional circuitry. They employ different combinations of current conveyors and operational amplifiers and their operation has been verified by PSPICE simulation.