提高激光干涉小角度测量系统测量精度及误差修正的研究

本文从理论上对激光小角度测量原理进行深入分析，找出制约测量精度的各种误差源，并提出简单易行有效的误差修正方法。经过实际测试，验证了理论分析的正确性和实际应用的可行性，为激光小角度高精度测量开拓了新的应用领域。     

用光子相关法测量振动频率

提出了一种测量振动物体振动频率的新方法,搭建了实验系统,并做了大量的实验.该系统通过接收振动物体的散射光并对其做自相关处理而得到振动物体的振型,通过对自相关数据的快速傅里叶分析给出振动物体的振动频谱.由于采用光纤传输光信号,用光电倍增管作为光子探测器,并采用了自相关和快速傅里叶变换相结合的数据处理方法,使得该系统对光源和被测物体均无特殊要求,适用范围广,操作简便,能够很容易的实现非接触、远距离、网络化在线测量.模拟实验表明,该系统的测量范围可达1～10~5Hz.     

光子相关法测量动态散斑的实验研究

介绍用光子相关法测量被激光照明的漫射体的移动速度的基本原理和实验测量的结果。     

干涉法在船体角度变形测量中的应用

本文提出了一种用光栅干涉产生的莫尔条纹进行角度变形测量的新方法 ,从莫尔条纹的数学模型入手分析了测量原理 ,可通过测量莫尔条纹的宽度或者倾角进行船体角度变形的测量 ,并进行了精度分析 ,试验表明 ,在± 30′的视场范围内 ,系统精度达到 1 5″。     

光子相关法测量空气声场中的粒子振速

声场中的粒子振速是评价空气声场特性的一个重要参量。在平面波声场中,通过获取激光多普勒测速仪对不同声压级声场中散射粒子产生的光电信号,采用光子自相关法对原始多普勒信号进行处理,粒子的速度量值根据相关函数的时间特征值得出,并与传声器测量声压值计算的粒子振速值进行比较。在原有自相关算法的基础上,利用样条插值法来估计相关周期,减小原有信号频偏与多普勒频率之比并非整数倍的引入的差异。实验结果表明,光子相关法能够获得声场中的粒子振速,与传声器测量值吻合较好,当振速较大时,插值法有利于减小测量偏差。在96~110 dB的声压量值范围内,光子相关法与传声器测量值之间的振速偏差优于0.7 dB。     

声压法和声强法测量建筑构件空气声隔声的比较

声强技术不仅可应用在声源声功率测量和噪声源识别,还可用于建筑和建筑构件隔声测量。首先介绍了测量空气声隔声量的声强法,然后结合我国绿色建筑标准中的声环境评价,指出建筑及建筑构件隔声的声强法测量技术在绿色建筑评价中的应用前景,并讨论了测量方法的精密度估计。本文着重介绍在实验室内分别应用声压法和声强法对四组构件的空气声隔声量的测量工作。实验结果显示,声强法与声压法测得的隔声量在整个测量频率范围内基本一致,但在低频段个别频率上存在一定偏差,对实验结果进行了精密度估计和偏差原因分析。     

提高环境参量法测量空气折射率精度的研究

介绍了应用Edlén经验公式的环境参量法测量空气折射率,分析和总结了提高其测量精度的措施,如公式的合理选用、环境参量测量传感仪表的选用等.从软硬件两个方面描述了实际折射率测量系统的构成,分析结果表明其测量标准不确定度达1.03 × 10-8,可以满足高精度激光干涉测长的要求.     

空气声高声压的激光活塞法溯源技术研究

目前空气声高声压的溯源存在空白,基于激光-活塞发声器法,采用激光直接测量高声压下活塞振速的方法进行研究,实现了180 dB下高声压的溯源,并通过试验验证了理论公式和结果的一致性,为高声压的绝对溯源提供了技术方法,保障了高声压量值的准确可靠.     

超纯水中杂质对光子相关谱法测量纳米颗粒粒径的影响

为了研究光子相关光谱法测粒技术中,溶液介质中的杂质对纳米颗粒有效直径和分散度测量准确性的影响,获取并分析了3种超纯水蒸发后残留杂质的显微图像,讨论了上述3种水对标称直径为960、340、90、60nm的颗粒物测定结果的影响。研究结果表明,水中杂质会增大光子平均计数率,以及增大100nm以下单分散颗粒的有效直径和分散度的测量结果;对于自身分散度较大的颗粒,水质对分散度测量结果的影响不明显。     

Small-Angle Neutron Scattering and Photon Correlation Spectroscopy Investigation on Buckminsterfullerene Solutions

Small-Angle Neutron Scattering (SANS) and Photon Correlation Spectroscopy (PCS) findings on Buckminsterfullerene (C₆₀) solutions are presented. The analysis of SANS data allows to characterize the shape and to determine the value of the gyration radius of C₆₀ dissolved in CS₂, a solvent capable to guarantee a good contrast for the neutron probe. We obtained information about the conformation of fullerene in solution, and, by means of comparisons with experimental and theoretical data existing in literature, we found a confirmation that the gyration radius R_g is independent on concentration. PCS measurements were performed on fullerene/organic solvents (toluene, chloroform and CCl₄) solutions. Since the diffusion coefficient is related, through the Stokes-Einstein relation, to the scatterer hydrodynamic radius, R_H, we have obtained information about the conformation of fullerene in solution and about the character of the structural and hydrodynamic interaction.     

自拍外差混合光子相关谱与微粒粒径测量

对实际微粒体系的自拍与外差混合的光子相关谱(PCS)进行了理论分析与模拟计算,结果表明用纯自拍或纯外差算法反演自拍与外差混合的PCS时得到的微粒粒径相对误差可迭100%.提出了一种从混合PCS反演微粒粒径的方法.搭建了一套能够产生混合PCS的模拟实验装置.用其分别对含有标称粒径为60nm和200hm的标准聚苯乙烯乳胶球微粒体系进行了测量.实验结果表明,用本丈提出的方法反演混合PCS得到的微粒粒径与标称值的相对误差均在5%以内.     

高静水压下障板样品声特性的计算与测量

为研制一种在声呐水下声系统中起到屏蔽噪声、提高声基阵空间增益作用的耐压、低频、宽带声障板,设计了声管样品,根据分层介质中的声传播理论,利用多层均匀结构的传递矩阵法计算了它在空气和水介质背衬下的声压反射系数和透射系数,在不同的背衬情况下具有明显不同的声学特性。制备了直径206mm的样品,利用杭州应用声学研究所水声驻波管和行波管测量系统测量了频率范围100Hz～4kHz、静水压范围从常压到2MPa的声学性能,测量结果和理论计算值基本吻合,声障板样品在静水压状态下具有一定的低频、宽带反声特性。     

基于CCD的临界角检测法精度研究

介绍基于ＣＣＤ的临界角检测法以及精度分析。讨论了光强分地精度的影响,提出了截断点选择要求。有关的分析可以用于液体折射率测量研究。     

基于声学仿真的声学法砝码体积测量装置输入参数的确定

针对声学法砝码体积测量装置的声学腔体内扬声器驱动信号的选择影响测量准确性的问题,提出了一种驱动信号参数确定方法。利用声学有限元法对声学腔体进行建模仿真,获得使体积误差最小的扬声器的最佳驱动信号幅值和频率点,同时在不同的幅值和频率点应用声学法砝码体积测量装置进行实际体积测量验证,结果表明:使体积测量误差最小的驱动信号参数与仿真结果一致。声学腔体的最佳测量频率为46Hz,该驱动频率下体积测量值与液体静力法测得值的偏差小于0.001cm³;在一定的测量范围内,驱动信号的幅值对声学法砝码体积测量准确性无影响。     

基于信号采样的相位相关法亚像素级配准方法研究

为解决小模数齿轮视觉测量中凸显的工业相机高空间分辨率与大视场相互制约的矛盾,对基于相位相关原理的亚像素级配准方法进行了研究。分析相位相关法在应用于具有亚像素位移量的图像时,互功率谱傅里叶逆变换后产生主峰副峰的原因及两者幅值与亚像素位移量的对应关系,将该方法用于小模数齿轮图像配准,实验结果表明:该方法的配准误差小于0.002 pixel;在忽略非相关区域影响的情况下,通过误差分析得出该方法存在的周期为1 pixel的非累积性误差,其中由函数近似引入的误差小于5×10^-8pixel。     

磁性液体倾角传感器研究

利用永磁体在磁性液体中悬浮的特性,提出了一种新型一维倾角传感器,给出了该传感器的工作原理,设计了传感器样机。采用实验方法测试两个永磁体间磁斥力曲线,并据此确定传感器主要结构参数和特性参数,得到其倾角检测灵敏度表达式。设计了传感器中运动部件的位移的检测电路及转换电路。实验结果表明,当倾角在-18°～18°之间时,输出电压与倾角间成线性关系,其分辨率为0.04°;当倾角在18°～90°（-18°～-90°）之间时,输出电压与倾斜角的关系为非线性关系,且分辨率逐渐降低。该传感器结构简单,无磨损部件,为倾角测量提供了新的途径。     

基于近场声全息的聚焦换能器声场测量方法研究

高强度聚焦超声(HIFU)被广泛应用于医疗领域,但聚焦换能器焦点处的声强比较大,直接测量容易造成水听器损坏.为了间接获得焦点处声压,将全息测量面近似等效为声源面,结合空间傅里叶变换算法,提出了一种高测量效率的聚焦换能器声场测量方法.以球面自聚焦换能器为对象,进行声场测量方法的仿真研究和实验验证.结果表明,该方法比积分法...