光学元件激光损伤在线检测装置

设计并搭建了一套光学元件表面损伤检测装置,用于激光损伤实验中光学元件表面损伤的自动化在线检测。装置主要由自动变倍显微相机、高精度位移传感器、两维扫描轴、调焦轴、快速复位平台和系统控制器组成。两维扫描轴按照规划好的弓形路径对光学元件表面激光辐照区域进行扫描,调焦轴对位移传感器反馈的离焦量进行实时修正,显微相机采集子图像并进行保存。首先,分析影响图像拼接精度的主要误差源并通过图像矫正等方法进行补偿;然后,利用图像拼接技术将矫正后的子图像矩阵进行高精度无缝拼接,得到大面积高分辨率的光学元件表面损伤图像;最后,对损伤图像进行后处理得到损伤个数和损伤面积等信息。实验结果表明:装置在5 min内实现了光学元件表面15 mm15 mm区域的扫描拼接和检测,成像系统分辨率优于228 lp/mm,图像拼接误差小于2 pixel。     

驱动器终端光学组件损伤在线检测技术

为了获得最高的工作效率,激光驱动器被设计使用于光学元件的损伤阈值附近.不可避免地产生高通量密度下的元件损伤,及时掌握元件损伤情况关系到工作人员和装置的安全,损伤在线检测技术研究具有重要意义.介绍了光学元件损伤在线检测系统的工作原理,针对驱动器终端光学组件的特点,确定了明场成像损伤在线检测的技术路线.利用设计搭建的实验系统成功获取了神光Ⅲ原型装置Ⅰ型终端打靶透镜、倍频晶体,以及引导反射镜的损伤图像.实验系统横向分辨率为0.13 mm,纵向定位精度为30 mm,损伤图像清晰可辨,满足检测要求.研究结果为该技术的工程应用提供了技术支撑.     

光学元件损伤的暗场检测方法研究

基于菲涅耳衍射理论与4f系统的傅立叶变换性质,研究了光学系统中多元件存在损伤时,其它元件的损伤对被测光学元件损伤的暗场检测影响。通过对不同种类、不同尺度及不同距离的典型损伤频谱特征的计算和实验研究发现,当其它元件距离被测元件足够远或损伤尺度足够大时,它们的暗场强度分布不会影响被测元件上的损伤检测,这对强激光系统的光学元件损伤检测有参考意义。     

光学元件损伤暗场成像检测的算法

基于强激光系统光学元件损伤的在线暗场成像检测,提出了一种无损、自动、快速检测的新算法。该算法根据模式识别中的聚类理论,对光学元件损伤的暗场图像实现了损伤斑块位置的自动检测分析。同时,根据损伤的暗场图像特点,用双向扫描方式得到了无遗漏点的损伤连续斑块,实现了损伤斑块尺度的自动检测。理论分析和实验均显示,损伤暗场自动检测图像的快速聚类算法能实现光学元件损伤位置和损伤尺度的准确、自动分析。     

光学元件亚表面损伤检测技术研究现状

在传统光学加工过程中产生的亚表面损伤(SSD)会降低光学元件的使用性能和寿命,需要对其亚表面损伤进行检测从而在加工过程中加以控制.从破坏性和非破坏性检测方法两方面概括性地分析了光学元件亚表面损伤的检测技术,对各种检测方法进行了分析和讨论,并指出了各种方法的优缺点.指出了国内的亚表面损伤检测技术与国际先进水平相比存在的差...     

大口径光学元件透射率全口径检测系统研究

提出了利用双光束分光光度和扩束系统相结合方法实现光学元件透射率全口径检测,建立了相应的检测系统,通过实验对系统的透射率检测精度进行分析和验证。结果表明,系统透射率检测精度优于±0.05%,并具有很好的重复性,能够用于ICF系统中大口径光学元件透射率的高精度、全口径检测。     

Final optics damage online inspection in high power laser facility

For the laser-induced damage (LID) in large-aperture final optics, we present a novel approach of damage online inspection and its experimental system, which solves two problems:classification of true and false LID and size measurement of the LID. We first analyze the imaging principle of the experimental system for the true and false damage sites, then use kernel-based extreme learning machine (K-ELM) to distinguish them, and finally propose hierarchical kernel extreme learning machine (HK-ELM) to predict the damage size. The experimental results show that the classification accuracy is higher than 95%, the mean relative error of the predicted LID size is within 10%. So the proposed method meets the technical requirements for the damage online inspection.     

全内反射照明光学元件损伤检测信噪比分析

适合的光学元件照明对终端光学元件损伤检测成像至关重要.基于平板光学元件的全内反射原理,将阵列LED边缘照明光耦合进大口径光学元件,光学元件上疵点处的全内反射条件被破坏,光线从疵点出射,用相机对元件成像,散射光就会在相机CCD上形成疵点的图像,它是暗背景中的亮点,因此图像信噪比很高,解决了损伤检测过程中疵点到底归属于光学...     

离心球墨铸铁管全自动在线全程壁厚检测系统的开发

文章介绍了离心球墨铸铁管采用电磁超声技术进行在线测厚的开发过程,包括系统原理、系统组成、系统创新点、系统关键技术等方面,开发实现了离心球墨铸铁管壁厚在线检测,为国内首创,促进了离心球墨铸铁管壁厚均匀性提高和铁耗的减少,取得了显著的经济和社会效益.     

基于CCD的列车轮对在线检测系统的应用研究

列车轮对对列车的安全运行至关重要,分析了国内外轮对检测技术的现状,提出基于光截法的自动化在线检测系统。从硬件平台搭建、测量原理及曲线图像处理等具体阐述了基于光截法的列车轮对在线动态非接触检测系统,提高了工作效率与检测精度,对轮对的自动化检测具有重大意义。     

Autonomous system for oil pipelines inspection

Maintenance of oil pipelines is an issue of great concern for oil companies. Any possibility of leakage must be detected before the leakage occurs and a preventive action should be taken in order to avoid losses of oil and ecological disasters. One of the main causes of oil pipelines leakage is the corrosion of the bottom part of the pipeline due to accumulation of water and other corrosive substances.One of the methods used to check the conditions of the oil pipelines is the running of a data acquisition device through all the length of the pipeline (that can be km) to gather information about the corrosion and its position inside the pipeline. This device is commonly referred to as pig. The Brazilian oil company, PETROBRAS, wanting to have the technology of such device to detect corrosion in their oil pipelines proposed to the Department of Mechanical Engineering of the Escola Politécnica da Universidade de São Paulo a joint project to the development of a pig that could run uninterruptedly in long oil pipelines gathering corrosion data for the preventive maintenance of their oil pipelines. The result of the project was the development of an ultrasonic pig with 16 ultrasonic transducers with on-board energy system and acquisition and storage systems. Also, comprised in the presented solution was the development of a software to analyze the collected data and give the position of the corrosion spots along the pipeline. This paper presents in detail the implementation and design issues related to the development of the ultrasonic pig. Also, some experimental data will be shown as confirmation of the effectiveness of the developed system.     

基于TDI 成像技术的镀锡带钢表面质量在线检测系统研发

针对高速、高分辨率带钢表面质量在线检测,研究开发了以TDI 成像技术为基础的视觉检测系统。系统采用高速TDI CCD 器件,配合照度自适应LED 光源成像,将采集得到的带钢图像经光纤送至图像分送器,各处理单元并行接收图像分送器的数据并进行实时处理,完成带钢表面质量检测。现场应用表明,基于TDI 成像技术的镀锡带钢表面质量在线检测系统可有效实现镀锡带钢表面缺陷检测。     

自适应光学系统运行失稳检测方法

自适应光学（AO）系统校正像差是提高光学系统性能的有效技术手段。为了保证AO系统长时间安全、稳定地工作,需要对AO系统运行的数据进行监测,识别系统失稳状态以提供决策建议。基于以上目的,建立了一套127单元AO系统失稳数据仿真平台,通过该平台仿真得到了4种闭环失稳异常。基于变形镜控制电压RMS指标使用Kmeans聚类、K-NN分类和ARIMA预测3种机器学习方法进行识别检测。3种方法在不同类型异常数据中的检测结果有所不同,说明3种异常检测方法对系统失稳检测均有一定的效果和适用范围,在实际使用时,可以根据需要选择一种或综合多种方法进行检测。     

印刷电路板自动光学检测系统精确校准

采用图像参考比较法进行缺陷识别的PCB自动光学检测系统对取像精度要求严格,利用机器视觉系统,以PCB圆形基准点为基准对系统进行校准。采用Hough变换检测基准点圆心,为了提高检测速度和精度,对输入图像进行了灰度化、直方图均衡化、高斯滤波和边缘检测4步预处理。Matlab仿真结果表明,该方法检测精度达到1个像素,耗时为毫秒级,实时性好。