白光扫描干涉测量算法

白光扫描干涉测量是光学测量中一种非常重要的方法。在干涉仪的结构中,光源的光谱宽度及扫描步长一定时,选择合适的算法对干涉信号进行处理能够达到更高的测量精度。对重心法、移相法、包络曲线拟合法、空间频域算法分别加以介绍和比较,为白光干涉信号的算法提供详尽的参考。     

基于阈值判定法的白光干涉仪自动扫描技术研究

为了解决实际操作中人工寻找干涉条纹费时、不准确和干涉扫描范围难以精确确定等问题,提出了一种自动扫描技术,实现了白光干涉仪的自动对焦和干涉扫描范围的自动确定。该技术采用全新的基于图像灰度方差变化的方法。首先,计算图像灰度方差变化比值;然后,将该比值与预先设定的阈值进行比较,判断干涉条纹初始和结束位置;最后,根据这两个位置自动确定干涉扫描范围。实验证明:当阈值取0.5时,采用粗精双级结构的白光干涉仪能在3min内准确完成1.2μm被测高度的自动扫描过程,约是手动调节速度的两倍。该技术提高了白光干涉仪的自动化水平及使用效率。     

移相式数字光学轮廓仪的研制

相移干涉技术是表面轮廓测量领域中得到了广泛应用的可实现高精度测量的技术方法.本文将相移干涉技术与上海光学仪器厂的6JA型干涉显微镜结合起来,研制成功了移相式数字光学轮廓仪,其测量范围0.5nm～1um,精度达到了σ＜0.05nm(Ra),σ＜0.7nm(P-V).由于相关技术的突破,该仪器可以对多种材料、多种轮廓形状的表面实现测量,并得到了较好的结果.     

基于白光干涉法测量微光栅形貌及相关几何参量的研究

基于显微白光干涉术,利用扫描干涉显微镜对四台阶面阵微光栅记录了128幅白光干涉图,并分别运用重心法、空间频域算法、移相算法及包络曲线拟合法对扫描干涉图进行了分析处理。被测微光栅的形貌及周期在各算法下均完全吻合,台阶总高最大相差0.8%。同时,用美国Veeco白光轮廓仪对同一样品的形貌及光栅周期进行了测试,数据显示两者结果非常吻合,仅台阶总高相差0.7%。研究结果表明,所采用的四种算法均适用于微观三维形貌的测量。     

用扫描白光干涉术检测合金韧窝断口微观三维形貌

运用扫描白光干涉法对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的三维表面微观形貌进行了检测.系统采用Linnik干涉结构,并通过基于扫描空间余弦傅里叶频域分析的算法重建断口表面三维形貌.实验中扫描行程达120 μm,纵向检测精度优于5 nm,余弦傅里叶分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力,韧窝断口微观形貌的三维重建效果理想....     

基于白光扫描干涉的振动补偿方法

研制了一种基于白光波长扫描干涉法的表面形貌抗振反馈测量系统,介绍了白光扫描干涉法的相位提取算法和相位去包裹算法,对声光可调滤光器低速率扫频时产生的非线性误差进行了算法修正,设计了用于振动补偿的DSP硬件控制模块,并搭建了抗振反馈测量系统。在不同振动环境下,对研磨12级的标准样块进行了三维表面形貌测量以及粗糙度参数评定。结果表明,施加低频振源后的粗糙度评定参数大小为未施加任何振源的粗糙度评定参数大小的2倍左右,开启系统振动反馈后,粗糙度评定参数接近最大允许值,说明本测量方法能在一定程度上消除振动噪声的影响,保证测量的顺利进行。二维、三维表面评定结果对比表明,三维表面评定能更全面地表现被测表面的形貌特征。     

一种基于白光扫描干涉法表面形貌测量仪的研究

本文介绍了一种利用白光扫描干涉法测量表面三维形貌的仪器原理及其整体结构,分析了影响测量精度的主要因素,给出了最佳干涉位置的识别算法,并用实际测量结果加以论证。     

雷达波束扫描功能的软件实现技术

雷达测定目标的方向是利用天线波束的扫描来实现的。在对传统机械扫描、电扫描方法简要分析的基础上,根据软件机械的设计理念,提出了两种雷达波束扫描功能的软件实现方法——软件移相和空间谱估计,并给出了软件实现框图。软件测向仿真结果表明：提出的软件实现方法可以很好地实现雷达波束的扫描功能。     

数字化白光扫描干涉仪的研究

研究并设计实现了微形貌测量白光扫描干涉仪系统和光纤偏振耦合点监测白光扫描干涉仪系统.前者采用Mirau相移干涉形式,用压电陶瓷传感器PZT作移项器,主要用于微形貌测量,精度可达nm量级.后者采用光路补偿白光Michelson干涉形式,用格兰棱镜对偏振态进行调整控制,用移动参考臂来补偿由于耦合点所造成的光程差,光纤寄生偏振耦合测试仪的空间分辨率达到50mm,测量范围达到1km,探测灵敏度不小于-80dB(耦合模式与主模式的功率比).     

合金韧窝断口微观形貌的扫描白光干涉三维检测重构及Motif表征

针对30CrMnSiA合金韧窝断口复杂的表面特征,运用扫描白光干涉法检测微观形貌.系统采用Linnik结构,并通过空间频域分析算法重建断口表面三维形貌,试验中扫描行程达120μm,纵向检测精度优于5 nm,频域分析表现出很强的位相提取和噪声抑制能力.研究韧窝断口的三维Motif表征方法,提出包含深度、长度、宽度、面积、方向角和各向异性率等6参数的定义,以及基于面积和深度阈值的合并算法.考虑到韧窝三维形态的各向异性,对基于纵横比的表面微观粗糙度定义进行修正.采用3D-Motif法对试验获得的断口三维形貌进行表面纹理分割,提取韧窝个体特征参数和统计数据,其中测得断口表面微观粗糙度为0.15～0.70,从而为定量化研究材料的断裂机理提供客观依据.     

基于扫描白光干涉法的接触式轮廓综合测量仪

介绍了一种基于白光干涉原理的接触式轮廓测量仪，该仪器可用于滚动轴承内外圈滚道及滚动体轮廓形貌的综合测量，其理论分辨率可达纳米级，垂直和水平测量范围可分别达5mm和50mm。重点论述了该轮廓仪测量系统的构成、测量原理，并用实例说明干涉信号数据处理过程及结果的有效性。     

一种新型垂直扫描白光显微干涉测量仪

研究开发了一种新型垂直扫描白光显微干涉测量仪。基于Linnik显微干涉结构,设计了干涉测量仪的显微干涉系统,介绍了干涉系统的工作原理;设计了Z向一维位移工作台,介绍了其结构和驱动原理;分析了测量仪的工作原理,并采用标准样板对测量仪的测量精度进行了验证。     

基于白光干涉的纳米级生物膜层厚度测试的研究

提出了利用光学干涉原理在光纤传感器端面上直接测量生物免疫反应的方法，能够测试到纳米级厚度生物膜层的亚纳米级厚度增加量。将生物膜(如抗原)固定在光纤探针端面上，入射光在光纤生物层、以及生物层一空气的界面处两次反射，由于两束反射光之间存在光程差，所以产生干涉现象，通过分析干涉谱线可以测量出抗原层的厚度。当抗原和抗体发生免疫反应后，生物膜层的厚度产生变化，干涉谱线产生移动，通过检测干涉谱线的移动来判断样本溶液中是否存在待测抗体。能够测试出亚纳米级生物膜厚度的增加量。给出了测试曲线。该方法测试精度高，结果可靠，测试系统简单，具有较强的实用性，并能够进行实时测量。     

紫外光快速成形系统扫描策略研究

紫外光快速成形机是国内自主开发的经济型快速成形机，介绍了紫外光快速成形机的光路构成与扫描策略，分析了平面扫描时边界过固化问题的成因及危害，并针对此问题提出了改进的扫描策略。     

基于结构光的白车身面差三维测量方法

针对白车身测量面差特征存在人工测量精度差、效率低、难以满足工业应用领域中精密测量的需求等问题,提出了基于结构光的白车身面差三维测量方法.该方法通过线激光投影至被测区间并对采集的图像亚像素提取光条纹中心,得到解算后的三维点云,在面差特征点识别过程中将斜率差值极大值点作为面差特征点,采用RANSAC算法进行基准直线拟合.分...     

活塞环外圆轮廓仪的研制

介绍一种采用扫描方式测量锥面环、桶面环等活塞环外圆轮廓参数的测量仪。该仪器采用人工上料、自动夹紧、扫描测量、图形和数据显示测量结果,并具有统计测量、6σ值和CP值计算、导轨自动修正、数据存取、故障诊断报警以及测量结果打印等功能。     

基于层面轮廓凸分解的扫描路径规划的研究

熔融堆积成型技术在成型过程中对环境无污染而得到广泛应用,尤其适合在办公环境下使用.扫描过程是实现区域填充过程,类似于传统加工中的刀具路径规划,因而合理规划扫描路径直接影响成型的效率和制件的精度.在分析现有扫描方式的基础上,提出了基于层面轮廓凸分解的分区自适应扫描法,根据顶点可见性的原理进行轮廓凸分解.实际应用表明,该方法即保证了制件的精度又克服了三角剖分扫描效率低的缺点.     

基于灵敏度分析的商用车白车身轻量化研究

对某商用车白车身进行模态、弯曲刚度及扭转刚度有限元分析。然后对该白车身总成构件进行灵敏度分析,以确定优化设计变量,在保证白车身模态及刚度性能不比优化前降低的前提下,以白车身总质量最小为优化目标。通过优化,使该白车身总成质量降低约5.1%,同时固有频率及刚度性能也有略有提升,达到了轻量化效果。