光幕靶探测灵敏度与响应时间测量方法

基于光幕阵列构建的光幕靶可用于弹丸的飞行速度、着靶坐标和飞行速度方向角的测量。光幕靶的探测灵敏度决定了其能探测飞行物体的最小尺寸,响应时间决定了可探测物体的最高飞行速度,是光幕靶的核心性能参数。通过分析光幕靶输出的过靶信号特征,建立光幕靶工作机理的数学表达式,提出了一种采用直流电机控制旋转码盘模拟辐射光能量的瞬态变化过程,可快速测量光幕靶的幅频特性参数。研究的方法也适用于其他光电探测仪器的动态响应特性测试领域。     

高灵敏调频──光外差激光光谱学探测技术

本文论述了调频──光外差激光光谱学的基本原理和方法，给出了以其探测光学谐振腔以及物质吸收谱线的谐振特性时，基本关系式和典型系统的组成。实验结果表明，调频激光光谱学方法可以实现微弱谱线的高信噪比检测和用于气体，半导体激光器的频率稳定。     

基于光纤传感技术的矿井粉尘质量浓度检测

矿井内粉尘不仅对工人的健康具有很大危害,而且较高的粉尘质量浓度会引起爆炸事故。为了测量矿井内的粉尘质量浓度,鉴于光纤传感器的独特优势,提出了基于光纤传感技术的矿井内粉尘质量浓度检测系统。该系统利用光透射法,由双通道检测光路系统组成,利用MATLAB对测量数据进行理论分析,得出拟合曲线及公式。结果表明,系统具有良好的测量准确性和一定的实用价值。     

一种新型激光粉尘浓度在线测量仪的研究

本文提出了一种基于光散射原理的粉尘浓度激光测量新方法，该方法无需预先获取粉尘颗粒的平均粒径，可直接测量浓度。基于新方法设计了一套粉尘浓度在线测量仪，测量仪以8031单片机为核心，具有浓度的实时LED显示和数模输出功能，并通过与上位机的串行通信实现浓度数据的后台存储。该仪器具有新颖的光学构造，可在单片机的控制下进行在线标定和在线光路对中，并已用于某钢厂粉尘排放的实时测量，测量结果表明仪器具有良好的灵敏度和可靠性，可满足实时在线测量粉尘浓度的要求。     

基于光学成像的大气颗粒物浓度测量方法研究

本文研究用面阵感光器件CCD/CMOS分光谱通道成像远距离物体,利用大气及其悬浮物的瑞利散射及其在成像过程中的前向干扰信息测量大气悬浮颗粒物浓度和粒径分布。大气颗粒物造成远景物体模糊,边缘和物体图像的高频成份衰退,改变了图像像素的频谱分布;气溶胶造成自然光散射增强了前景亮度。通过测定图像中物体高频成分损失或频谱改变量,以及测定图像中空气的亮度值两种方法,结合日高等参数确定颗粒物浓度。利用R、G、B及IR通道测定值,可确定悬浮物粒径分布情况。读出数字图像成像参数,可直接利用拍摄焦距、物高、像高等数字值确定照片上的物体距离。     

激光后向散射法粉尘浓度监测仪结构剖析

根据激光后向散射测试原理设计的粉尘浓度监测仪结构,是将光学镜片及激光源、光接收器一同置于光学座内,利用材料的弯曲变形来调节测量光程;校准器利用反射片材料的弹性变形,实现了在线量程的校准;扰流片的应用,降低了镜片污染度,提高了监测数据的真实性。     

EMCCD技术--单光子水平的成像探测

对于极微弱光信号的探测，长期以来一直采用ICCD设备，但其光电转换效率低、空间分辨率差、以及高增益下怕强光的缺点使其使用当中产生诸多不便；现在，EMCCD技术的出现克服了这些问题，尤其是在对极微弱光信号的实时快速动态探测方面具有先天的优势；其探测灵敏度可达对真正单光子事件的检测。     

探测平面互强度的性质

本文研究探测平面的互强度与散射表面性质的关系,最后就其结果进行了讨论。     

基于差分红外吸收的甲烷浓度检测系统

红外吸收法是目前甲烷浓度检测的理想手段,但其成本较高,难以推广应用.本文采用宽带红外LED光源并配合PIN光电二极管,设计了一种低成本的甲烷检测系统.为了克服因采用宽带光源带来的不足,设计了一种差分光路,并采用差分比例算法来保证系统的稳定性和精度.最后,通过实验验证了本系统及提出算法的有效性.     

动态线偏振光散射纳米颗粒粒度测量法的研究与分析

多重散射是传统动态光散射法测量纳米颗粒溶液浓度上限受到限制的主要原因。为此文中提出了动态线偏振光散射纳米颗粒粒度测量法,通过改变颗粒入射光和散射光的偏振状态,降低颗粒间多重散射的影响。现利用Mie散射理论分析了入射光与散射光偏振状态之间的关系,并通过实验方法探知偏振光在散射介质中的传输特性,揭示了在动态光散射中使用垂直偏振光作为入射光的实验依据。最后对动态线偏振光散射颗粒测量法和传统光子相关光谱测量法进行了实验及分析,通过两种方法的比较,验证了上述理论的正确性。     

膏布药层厚度在线测量系统的应用研究

介绍了一种基于激光透射法的膏布药层厚度在线测量系统。对系统的测量原理、系统的结构框架、相应的硬件系统及软件系统都做了详尽的阐述。最后给出了测量结果分析,在线测量误差不超过0.1g,证明了该系统的可靠性和可行性,该系统的应用前景比较广阔。     

A novel method of Coriolis flowmeter phase difference measurement based on improved correlation analysis method

The shortcomings traditional phase difference extraction algorithms have such as being susceptible to noise interference, requiring full cycle conditions, leads to a decrease in phase difference extraction accuracy. To improve the accuracy of the phase difference extraction, two improved correlation analysis methods are proposed in this paper, one of which is based on the relationship between the extreme value of the cross-correlation function and the time difference, the other of which combines correlation analysis method with Hilbert transform. A simulation and experiment were set up to explore the influence of sequence length and signal-to-noise ratio on the extraction accuracy, as well as the influence of Kalman filtering. An experiment is set to compare the extraction mean error and variance of different algorithms under different phase differences. Experimental result shows that the improved algorithms have higher accuracy and stability. The feasibility of the two improved algorithms is verified.     

基于光锥扩束机理的单脉冲激光近程静态探测方法

针对激光近程全向探测问题,在激光近程动态周向扫描探测机理研究基础上,提出了基于光锥扩束机理的单脉冲激光 近程静态周向探测方法。 基于激光近场探测理论和静态探测场空间几何分布,推导出基于光锥扩束机理的单脉冲激光近程静 态探测回波方程。 构建了单脉冲激光近程测距概率分布模型并搭建了实验室静态探测实验平台,研究了脉冲激光发射功率、倒 置反射光锥角、脉冲激光束发散角和目标尺寸投影面积对激光近程周向探测概率分布的影响机制。 结果表明:随着发射功率和 目标投影尺寸分别从 10 W 和 0. 01 m 2 增加到 30 W 和 0. 25 m 2 ,回波信号幅值亦随之从 0. 16 和 0. 43 μV 提升到 4. 22 和 5. 95 μV,随着倒置反射光锥角和光束发散角分别从 30° 和 10 mrad 增加到 120° 和 30 mrad,回波信号幅值随之从 3. 18 和 2. 52 μV 降低到 0. 88 和 1. 92 μV;周向探测概率分布随着发射功率和目标投影尺寸的增加而半宽减小且峰值增加并向左偏离、 随着倒置反射光锥角和光束发散角的增加半宽增大且峰值降低并向右偏离;探测分布对称性并不受以上 4 种因素影响。     

基于区域灰度梯度差异的摆片基片特征 尺寸视觉测量方法

石英摆片是石英挠性加速度计的核心器件,其关键特征尺寸的加工精度由摆片基片加工精度决定。常规使用工具显微镜对基片表面特征尺寸进行测量,此测量过程复杂、重复性精度弱且效率低。提出了基于区域灰度梯度差异的摆片基片特征尺寸测量方法。首先对视觉测量系统硬件结构进行了设计研制,然后建立了基于区域灰度梯度的摆片基片边缘检测算法,其次围绕摆片基片结构特点提出了其特征边缘点的搜索分类方法,最后开展了摆片基片特征尺寸测量实验。实验结果表明,提出边缘检测方法在摆片基片圆心拟合偏差小于3μm的情况下可替代Zernike矩方法以提高边缘检测效率;所研测量系统2 s内即可完成摆片基片特征尺寸测量且不同位姿下的摆片基片特征尺寸测量重复性精度优于8μm。相较于工具显微镜,测量结果可靠性及重复性均有所改善,测量效率显著提升。     

基于灰度差分和脊线检测算子的虹膜裂缝检测

虹膜裂缝是用于虹膜识别的特定形状虹膜纹理之一。为了解决在复杂背景下提取裂缝特征的问题,在对虹膜裂缝特征进行分析的基础上,提出了一种虹膜裂缝检测方法。首先用灰度差分模板得到裂缝纹理候选区域,并根据裂缝的先验知识筛选裂缝候选像素,在原图上分割成小区域;其次,采用脊线检测算子在小区域范围内对各种纹理进行检测;最后在二值化图像上计算该区域能量密度,排除非裂缝纹理,实现裂缝纹理的检测。该方法在图库中人工标定的1 201处裂缝中检测正确检出率达到94.09%。实验结果表明,本文方法在不需要手动去掉卷缩轮内区域的情况下,能够在多种虹膜纹理并存的复杂背景下检测出虹膜裂缝纹理。     

基于线激光扫描的基准孔检测与定位方法

为了满足尖端制造领域中大部件的数字化钻孔与装配需求,利用线激光扫描仪和工业机械臂提出了基准孔自动检测与 定位系统及方法。 首先,对基准孔三维点云进行孔底点云插值补偿,采用双向梯度约束算法实现了基准孔的粗略边缘特征点提 取;然后,针对提取的边缘特征点,采用基于角度判断的细化算法和基于平面拟合的压缩算法,实现了边缘特征点的精细化提 取;最后,对边缘特征点进行空间圆参数化,得到了孔径和孔距,实现了基准孔的检测与定位。 实验结果表明:该方法对基准孔 的检测精度和定位精度(相对误差)分别为 1. 77% 和 0. 24% ,优于传统方法的 2. 77% 和 0. 46% ,能够满足生产制造中大部件的 数字化钻孔与装配要求。     

磁悬浮高速离心式鼓风机的喘振检测

针对磁悬浮高速离心式鼓风机的喘振问题,提出了一种基于磁悬浮轴承的喘振检测方法。该方法采用通用同频陷波器滤除转子位移中的同频分量,消除了同频扰动对喘振检测的影响;通过分析不同收敛因子对喘振频率估计的作用,基于自适应估计提出了变收敛因子的喘振频率和幅值估计方法,减小了低频信号的干扰,提高了喘振信号检测的快速响应能力。最后,分析了改进检测算法的收敛性,并在100kW磁悬浮离心式鼓风机测试系统上进行了实验验证。实验结果表明,改进后的喘振检测算法可在喘振发生前检测出喘振先兆旋转失速信号,在喘振发生0.23s内检测出喘振信号,较改进前的检测结果提高了2.6s。该检测方法无需外加其它检测单元,算法简单、快速,计算量小、并可有效地反映喘振发生过程中频率与振幅的变化。