透镜中心厚度测量方法及装置的研究

基于光学共焦法测量透镜厚度的原理,设计一套快速、非接触、高精度的透镜中心厚度测量系统,并与二维移动平台机械配合。测厚系统在计算机控制下,按具体算法进行分析,最终测量出透镜的中心点。实验结果表明,本系统的测量范围不小于15mm,测量精度±1μm,满足透镜中心厚度测量精度的要求,可以有较为广泛的应用。     

基于共面电容传感器的便携式预应力管道灌浆质量检测系统设计

预应力管道灌浆质量事关桥梁安危,因此,提出了一种基于共面电容传感器的预应力管道灌浆质量检测系统,能够检测预应力管道内灌浆分层状况.利用前期推导的平行共面电容传感器半解析方程确定了优化参数的共面电容传感器.基于相邻电容测量原理设计了数据采集单元、数据转换单元.为完善系统,设计了相应的系统控制单元与数据显示单元.依据近似理论,设计了系统验证试验,通过改变玻璃表面液膜厚度,利用设计的检测系统测量电容值变化,将测量结果与COMSOL仿真结果比较并进行误差分析与数据处理,最终完成系统误差评价.实验表明：系统测量平均相对误差9.5%,分辨率达到0.1 mm,能有效分辨预应力管道内灌浆分层情况.此外,检测系统(不包括传感器)尺寸仅为100 mm×80 mm×30 mm,配有便携电源,便于在线检测.本系统能够用于预应力管道灌浆质量检测,且其检测结果准确、可靠,满足工程应用要求.     

光谱共焦透镜组设计及性能优化

根据光谱共焦位移测量系统的测量原理,分析了光谱共焦测量系统中色散透镜组的性能对整个测量系统性能影响,并提出了设计要求。利用ZEMAX光学设计软件设计了2组透镜,第1组透镜加工装配后进行了性能测试,测量结果与设计结果符合很好。第2组透镜对性能进行了改进,从结果来看,像差、数值孔径、灵敏度及位移分辨率等指标都优于第1组透镜,达到设计要求。     

基于电容法的管内低温流体液膜厚度测量方法

研制基于电容方法测量液氮/氮蒸汽分层两相流液膜厚度的装置.电容传感器采用双曲面板大包围对称结构,通过有限元模型对环向角、曲面轴向宽度等主要结构参数进行优化;以ADI公司的24位电容数字转换芯片AD7746为核心,建立电容采集电路,有效地减小了导线带来的杂散电容,构成了一个实时的高精度液膜厚度动态检测系统.通过实验测量液氮/氮蒸汽在倾斜透明石英玻璃管内流动过程的液膜厚度,与根据流量计算的理论值进行对比.结果显示,当采集频率达到16Hz时,液面高度采集误差小于0.5mm.     

涡流技术用于钢管涂层测厚的可行性研究

针对目前钢管的激光涂层测厚系统不易保证定位精度,装置调节耗时及检测效率较低等缺点,提出了利用涡流检测技术检测钢管涂层厚度的策略和方法,为不锈钢曲面结构的涂层厚度测量提供了一种有效的检测手段.通过数值仿真研究了涡流检测技术用于涂层厚度测量的可行性,提出了基于数据库的探头提离定量方法.设计了一种大量程涡流探头,解决了涡流测厚探头在检测较厚涂层时量程过小和检测精度不足的问题,管材曲率和厚度对探头信号的影响问题以及涡流信号的非线性问题.仿真结果表明:使用涡流检测方法检测钢管内壁10mm厚度的涂层,其测量精度可达到0.01mm,能满足工程实际需要.     

基于差分激光三角法的薄零件厚度测量研究

为了精确自动测量薄零件的厚度,设计了一种基于差分激光三角法的厚度测量系统。利用双路激光对称布置,由两个CCD接收上下光路的反射/散射光斑,实现薄零件的厚度自动测量。采用平行直线双线性查表法标定测量系统,进行了标定实验和厚度测量实验。多次实验表明,系统的标准差均小于0.009。     

基于机器视觉的钢珠直径测量系统设计

为提高中小企业钢珠直径检测效率、降低资本投入,提出一种基于机器视觉的钢珠直径测量方法.给出了系统的工作原理,对核心硬件进行了选型设计,搭建了实验平台.设计的系统用于测量直径为6 mm和8 mm的钢珠时,其标准差均小于等于0.007 mm,重复性精度接近0.023 mm;测量直径为6～8 mm不同尺寸的钢珠时,系统的线性...     

注射成形中聚合物熔体黏度的在线测量装置

设计并制造在线测量注射成形过程中聚合物熔体黏度变化的装置. 在测量装置中,非等温高剪切流变模具的型腔结构设计成厚度为1 mm或2 mm的狭缝,底部不封口,维持熔体的持续流动;在流动中心线上沿流动方向布置一组压力传感器实时检测聚合物熔体在模具型腔中的压力变化情况,并使用模温机控制模具温度. 使用PXIe采集系统采集、显示、记录实验数据. 实验通过压力传感器测量得到不同位置熔体压力,根据修正的牛顿黏性定律计算熔体黏度,并与Cross-WLF模型的理论值进行对比. 实验结果表明：所设计的模具安全可靠,可获得低密度聚乙烯(LDPE)熔体在注射成形过程中熔体压力的变化情况,从而可以计算出材料在成形过程中的表观黏度演化情况. 实验测量结果与理论值在剪切速率大于500 s^?1的高剪切速度范围内较吻合,误差均在18%以内,最小为4%. 该装置能满足真实成形条件下聚合物熔体信息的在线检测要求.     

矩阵条件数应用于FBG传感器多参数测量研究

建立并确定了基于FBG传感器多参数同时测量系统数学模型,提出用矩阵条件数结合测量公式导出矩阵条件数与温度、压力测量公式间的矩阵的关系式,利用该关系式可以去除病态矩阵参数并可以找出最佳镀层材料及厚度以此来提高FBG传感器的测量精度.实验表明,当镀有不同厚度铜,且r2≤0.4mm时FBG测量温度和压力都具有较高的灵敏度.     

管道漏磁内检测装置的磁路优化设计

为了提高管道漏磁内检测装置的检测精度,针对漏磁检测装置的测量节部分,利用克希柯夫方程以及MATLAB软件对磁路进行优化设计.选择95A型霍尔传感器、Q235钢、N42型钕铁硼和铜制钢刷搭建管道漏磁内检测装置的测量节部分,并在含有线型和圆孔型标准伤的钢管内进行实验.根据采集到的漏磁信号对缺陷进行重构,实验结果表明,检测精度满足管道漏磁检测装置的设计要求,能够检测到深度是管壁厚度的10%、直径为1.5mm的圆形缺陷,验证了磁路优化设计的正确性.     

一种准确测量介质参量的试验方法

研制吸波材料,必须进行介质参量的测量,为此,设计了波导测量系统,在稳频、稳幅及电路匹配条件下,对介质参量进行测量,从理论和实验上得出了“短路”、“开路”情况下反射系数的振幅／Г／的表达式及其与试样ｄ／λεｇ的关系曲线,通过误差分析,得出了准确测量介质参量时试样的厚度,这对于获得性能优越的吸波材料有一定的理论意义。     

反射式光纤位移传感器的研究

本文主要致力于反射式光纤位移传感器的研究。给出了光纤位移传感器的具体的设计方案,即根据光纤反射调制原理进行了反射式光纤位移传感检测系统的设计,采用计数器外径干分尺的测头镜面作为反射体和位移测量工具,分析了位移测量装置和传感器检测电路。实验表明,在0～2mm范围内检测系统的输出与位移成线性关系,灵敏度为196μV/μm,线性度为26％。适于微位移的测量。     

曲臂轴线平行度误差激光扫描测量方法

基于激光扫描检测技术和光栅位移检测技术 ,提出了一种用于曲臂轴线平行度误差非接触检测的激光扫描测量方法和激光扫描式平行度误差光电检测系统 ,本文论述了系统的组成和总体结构 ,对曲臂轴线平行度测量方法、系统测量原理进行了理论分析 ,并通过实验对检测系统的精度进行验证。结果表明该测量方法切实可行 ,系统测量精度优于 0 0 5mm ,重复性测量精度优于± 0 0 1mm。     

测量薄膜厚度的一种新方法

叙述用迈克尔逊干涉仪测量薄膜厚度的原理,提出一种检测透明薄膜的新方法．它适合用来测定各种单片透明薄膜的厚度．     

基于压电技术的结构健康诊断便携式系统

针对在对附着于结构表面的压电材料的阻抗检测中高性能阻抗分析仪价格昂贵,不便于携带的问题．设计开发出一种便携式的小型阻抗测量系统．用该小型阻抗测量系统对机械结构中螺栓松动的情况进行反复实验,结果证明：所设计的阻抗测量系统的精确度与目前商用的多用途阻抗分析仪相差无几,不但可以对机械结构进行实时在线损伤检测,而且对于微小损伤的检测也非常有效．     

生物3D打印装置及打印模型形貌检测

为了能够实时观测生物3D打印全过程,并对打印模型的形貌进行检测及重建,设计集成式生物3D打印机检测系统. 通过开发具备视频监测功能的打印喷头,实现对打印模型的在线检测. 采用色散共焦位移测量技术,通过对打印模型X、Y轴的位置信息及Z轴的高度信息进行扫描得到测量数据,并结合MountainsMap实现打印模型的形貌重建. 使用LabVIEW完成上位机操作系统的设计,建立G-code与打印模型的映射关系,实现打印轨迹的可视化,确保在程序运行到当前代码段时打印模型的准确性. 通过实验验证生物3D打印机的在线检测功能,对网格状及凸台模型的表面进行形貌检测,结果表明检测系统能够实现对打印模型的形貌检测. 打印模型表面形貌特征的可视化数据为构建精准打印模型提供数据支持,计算机视觉技术为高精度生物3D打印提供有效的检测手段.     

基于B超的防水材料厚度检测系统设计

为了提高施工现场柔性防水材料厚度检测的自动化程度,减少人力成本,设计的基于B超成像原理的柔性防水材料超声波测厚系统包括单通道双晶探头、B超附属采集卡等硬件部分,以及图像处理分析、基于MFC人机交互界面等软件部分。从B超检测系统的原理、组成和测试结果入手,分析论述该系统的测量过程,实现了柔性防水材料厚度的高精度快速测量。测试结果表明,柔性防水材料厚度B超检测系统能进行100%厚度测量,且同时满足生产效率和检测精度的要求。     

空间相机自准法检焦原理及数据处理方法研究

为了对空间相机实时进行检调焦，本文介绍了一种自准法检焦系统的原理，并对测量数据的处理方法进行了分析，仿真实验结果表明信号的相关处理法和质心探测法在较低的信噪比下具有很高的测量精度和重复性。     

大量程光学共焦跟踪式三维弹头痕迹检测仪

新研制了一种大量程光学共焦跟踪式非接触三维弹头痕迹检测仪,介绍了这个测量系统的原理、结构、控制以及实验结果.该系统采用了光学共焦跟踪式微位移器,垂直分辨率为0.01μm,测量范围为±200μm,通过量程扩展到±1000μm,它的圆周分辨率为50″,轴向步距为1.25μm.另外,还采用光学聚焦测量方法的某些措施和数字伺服来克服光学共焦跟踪式微位移传感器的短处,即形貌垂直方向的允许阶跃变化量从每步±20μm增加到每步±80μm.该系统可以完整地获取弹头发射痕迹的真实形状,提供了部分测量数据和弹头痕迹的拟实图片.     

400nm—2000nm椭偏光谱仪的研究

建立了计算机自动控制测量400nm-2000nm椭偏光谱仪系统。经过实验检测了系统的重复性及准确度，证明系统可用于高精度薄膜厚度的检测。