基于相位展开和一种新的迭代重建算法的流场莫尔层析术

使用莫尔层析方法测量温度场。设计了一种旋转莫尔偏折仪,该装置可以获取180°范围内的莫尔条纹图。采用傅里叶变换相位展开技术处理莫尔条纹,提取轴向任意截面的投影信息,使用一种新的莫尔层析迭代算法重建温度分布,该迭代算法与已有的代数重建算法不同,它由莫尔偏折基本公式和网格重建技术推导得出,直接使用光线偏折角进行迭代,可以直接实现对非完全投影数据的层析重建。实验中使用8个方向的莫尔条纹图对双峰结构温度场进行重建,得到了截面的温度分布,峰值的重建误差低于5%。测量结果证明这是一种准确、适用性广的层析重建方法。     

基于偏折角修正迭代的层析重建算法族研究

研究非完全数据光偏折层析重建技术,提出了基于偏折角修正迭代的重建算法族,并结合抑制噪声、减弱重建模糊性和边缘效应、优化松弛系数等发展出多种重建迭代形式,使重建精度得到有效提高。在有限角投影、随机噪声数据和无平滑处理等重建条件下,应用该族算法对复杂温度分布进行数值重建,对不同算法的重建效能和重建误差进行对比,分析了各算法与相关的改进代数重建技术在重建性能上的明显差异,并得出最优的偏折层析重建算法。     

光偏折层析重建流场中的两阶段降噪技术

光学层析技术中,包含在投影信息中的噪声会严重影响重建精度。针对偏折层析的关键环节,提出分两阶段对噪声进行抑制的方法。其一是在数据提取阶段使用小波分析技术对偏移量进行降噪,其二是重建时使用偏折角平均修正算法抑制噪声对迭代计算的影响。模拟实验中使用莫尔层析重建技术对三峰温度场进行了重建,结果显示降噪处理能够明显改善噪声对重建造成的不良影响,对误差曲线的分析表明,该处理使得100次迭代后误差的降幅高达45%。结合8邻域求导算法和降噪处理技术,对小型防风喷焰进行实际测量,证实了莫尔偏折层析技术在流场测量领域的实用价值。     

复杂密度场测量中的莫尔层析重建技术

将一种新的莫尔层析重建算法应用于复杂流场测量.该算法由莫尔偏折原理和网格重建技术推导得出,直接使用光线偏折角进行修正迭代,适用于有限角采样和包含遮挡物等非完全数据条件下的层析重建.应用该算法,对火箭燃气射流场和高超音速流场的莫尔偏折图进行了处理和计算,重建出流场截面的密度分布,并对重建结果进行了分析.     

用Radon变换迭代法重建含有遮挡物的三维折射率场

通过计算机模拟研究，考查了Ｒａｄｏｎ变换迭代法用于光学干涉层析计量含有遮挡物三维折射率场的重建精度。作为一个应用实例，计算了某一截面的气体温度分布，并与热电偶测量的值进行了比较。     

莫尔层析术的模型误差分析及实验研究

分析了经典莫尔层析法的误差模型,通过讨论误差产生的机理,研究了目前使用的重建算法的适用范围。用莫尔偏折仪层析重建的实验结果与真实温度值比对,验证了误差模型的正确性。提出存在问题的本质及解决问题的方案——用相位展开法恢复有折射率场变形的波面,提取波面变形量,作为投影数据,重建相应层面的折射率场。     

基于莫尔层析技术诊断不完全膨胀的三维流场

基于莫尔层析技术，诊断了从不同喷嘴喷出的对称与非对称不完全膨胀气流的密度分布。给出了实验结果，并对该结果分析后，得到几个重要结论，最后，就系统的应用作了展望。     

基于哈特曼波前探测层析重建三维温度场

基于哈特曼波前探测的流场层析测量技术结合了光学波前探测技术和计算机层析重建技术。系统由哈特曼传感器探测平行光束穿过流场后的投影波前，提取流场在多方向上的投影数据，采用计算机层析技术重建流场物理量的空间分布。为了验证系统的可行性和标定系统重建精度，首先对静态圆对称折射率场进行层析重建，折射率重建误差为10^-3。任静仑标定的基础上．对实际火焰温度场进行了层析重建，获得了火焰温度场的三维温度分布，取得了较好的实验结果。     

自相关代数迭代重建算法重建含遮挡物场

用自创建的简单白相关代数迭代重建算法（SSCART）重建含遮挡物场，分析了重建效果。采用数值模拟的方法，分别用原始的代数迭代重建算法（ART）与SSCART重建含遮挡物场，分析了模拟效果和重建精度。结果发现，这2种算法都能重建含建遮挡物场，但重建效果差别较大，SSCART能较精确重建原场。SSCART算法的重建精度MSE指标在10^-4数量级上比ART的降低了26．6％，PE指标在10^-2降低了77．6％。     

瞬态三维温度场的莫尔偏折层析

本文讨论了莫尔偏折法层析三维温度场的原理;提出了一种多通道(多方向)莫尔偏折的方法来获得多方向光线经过温度场后偏折的数据,然后利用计算机层析再现三维温度扬的方法;并分析了最佳通道采样角间隔的选取问题,得到了角间隔与角频率之间的关系。采用YAG脉冲激光光源,测量了非对称火焰的三维空间温度分布,并与干涉法测量的结果比较,得到一致的结果。     

基于光学层析的电阻率图像重建系统

为了有效提高图像精度,提出并构建基于光学层析的电阻率图像重建系统。首先构建电阻率图像重建系统的总架构,系统硬件由仪表放大器、带通滤波、模拟乘法器、低通滤波器、单片机和AD转换等部分组成,在硬件设计的基础上软件程序运行起始阶段先初始化,接着上位机传输采集指令至下位机,下位机配置激励电极对与采集电极对,并通过AD7705转换实现调理之后的整体模拟电压信号A/D。将A/D转换的各位数据和增益分为三次传输至计算机。最终依据软件流程获取的迭代结果运用位场反演实现对电阻率图像的重建。实验结果表明,系统的图像重建精度高,可靠性强。     

三维轴对称场的一种代数层析重建方法

提出了通过求解代数方程组重建三维轴对称场的一种方法,并利用计算机数值计算及图像处理技术对所提出的方法作了模拟证明。研究结果表明,重建场的平均误差通常在1%以下,当重建场边界区域的场分布与零值相差较大时,其重建精度优于“环带法”。     

基于双波长莫尔和发射层析的等离子体双温测量

提出了一种基于双波长莫尔和发射层析的双温折射率模型,可实现等离子体电子和气体温度的同时测量,并从理论上讨论了该模型的合理性和优越性。选择不同压强下的氩弧等离子体进行实验,利用双波长莫尔层析技术测量折射率分布,探测波长分别为532 nm和808 nm,而氩弧等离子体的区域划分基于发射层析技术,最终实现了电子和气体温度的重建,以此验证了双温折射率模型的可行性,并分析了可能影响精确度的因素。本研究结果有助于扩展光学层析技术的适用范围,同时可以更好地进行等离子体流场的光学诊断。     

应用联合代数重建技术重建热气流三维温度场

本文我们将联合代数重建技术应用于光学层析重建透明物体的折射率分布．建立了一简易的能获得多方位干涉条纹数据的全息干涉系统．利用双曝光全息干涉技术，对长方形开口上方的热气流场进行了实际测量，重建出了气流场中一个截面内的温度分布．重建温度值与热电偶实测值一致。     

基于线性插值原理的三维发射层析重建技术研究

三维发射层析技术跨越了传统二维层析技术中的“切片”过程,将被测区域作为一个整体进行重建,投影方向及位置不局限在同一水平面内,可以解决实际燃烧场测试中探测器位置受限以及装配误差等问题,对燃烧场的三维成像及测试具有重要意义。针对已有三维发射层析技术中权重矩阵的计算存在数据量大、精度和效率低等问题,在三维空间相机成像投影数学模型的基础上,提出了一种基于线性插值原理的三维权重矩阵计算方法,并结合代数迭代算法实现层析重建。通过数值模拟验证了算法精度,建立了多相机发射层析系统并对燃烧火焰进行三维层析重建。研究结果对提高层析重建精度和效率具有重要的参考价值。     

用全息干涉C—T技术重建三维折射率场

本文结合折射率场的先验知识，研究了全自干涉Ｃ－Ｔ技术重建三维折射率场的四种方法。通过计算机模拟，考查了数据误差和总观察角大小对重建精度的影响。作为一个应用实例，。计算了火焰温度场的一截面的温度分析，并与热电偶测量的值进行了比较．     

发射光谱层析重建温度场中的温度定标

基于黑体辐射理论,重点对发射光谱层析(EST)重建温度场中的非接触式温度定标进行了研究.实验结果表明,非接触式温度定标方法(即黑体炉定标法),能有效地避免由于接触式测温仪对原场的干扰所造成的误差,也能有效地解决在发射光谱层析中高温区或超高温区的温度定标问题,在接触式定标基础上提高了温度场重建精度、拓展了温度适用范围.     

改进的图像重建迭代算法

针对不完全数据图像重建问题,该文从积分方程角度提出一种改进的图像重建迭代算法(Im-proved Iterative Reprojection Reconstruction,IIRR),并证明其在范数下收敛。该算法的图像重建收敛速度和重建图像误差依赖于引入的参数因子、已知的投影数据与图像的先验信息。重建图像可以表示为由已知投影数据所构成图像的级数形式。数值模拟结果表明,IIRR算法在不完全数据的情况下具有较好的图像重建能力。     

放大同轴全息图压缩传感层析重建

文中对放大方式下同轴全息图压缩传感重建开展了实验研究,目的是实现分层物体放大方式下的同轴全息图的层析重建。首先,对同轴全息图压缩传感重建进行了理论介绍,并给出了实现步骤,包括全息图频域减采样模式、两步迭代算法流程等;其次,建立了点源放大同轴全息图记录实验系统和显微物镜放大同轴全息图记录实验系统,以双层样本为例开展了实验工作,所记录的同轴全息图基于压缩传感理论进行了层析重建,同时基于传统的卷积算法也进行了反衍射重建。实验结果表明:两种放大方式下获得的全息图,通过压缩传感层析重建技术能够实现物体的层析重建,并且比传统卷积反衍射重建具有更好的结果,显示了压缩传感层析重建的能力和优势。     

非完全数据下的OCT重建研究

本文从理论和实践角度深入探讨了严重缺少数据情况下的三维重建问题,提出了充分利用待测的先验知识,录数据计算的结果和部分实测值,采用信息融合的思想,改进重建理论,以实现在有限观察角并且含遮挡物的条件下进行重建。