数字式球面干涉仪的设计与功能

本文介绍在SPG-Ⅰ和SPG-Ⅱ型数字干涉仪的基础上最近又研制成功CQG-Ⅰ数字式车间球面干涉仪的情况。菲索型的球面共心干涉系统,用立式承座支撑样板与工件,可以快速在监视器上显示光圈数;也可以在微机上显示局部误差的PV值与Rms值,测量精度为λ/20。仪器口径为φ60mm,F数为10～0.74,仪器的标准镜头引用了非球面及仪器采用双工作台,从而,使仪器的质量及功能均有提高与扩大。     

一种球面在线检测系统及其结构设计

光学镜片需求量日趋增长,镜片的在线检测有助于提高产品生产率。结合球面镜片的生产特点,基于泰曼—格林干涉原理设计了一种球面在线检测系统,同时对其机构进行了设计。该系统组成简单、安装简易,可适用于凹、凸球面的检验。用普通的光学样板代替标准镜头产生参考波前,价格相对低廉;同时根据光学样板的外形特点设计了调节机构,调节方便。通过样机调试,获得干涉图样清晰、稳定,可以满足后续的图像处理要求。     

用全息透镜作分束器的莫尔全息球面干涉仪

本文提出一种用全息透镜作光束分束器,以莫尔条纹技术消除仪器综合误差的泰曼型全息球面干涉仪。     

刀口干涉仪

一种使用刀口检验和干涉检验技术的刀口干涉仪被研制成功。其干涉仪采用了径向剪切系统,因此大尺寸光学元件容易被检测。实验结果表明因这台仪器检验大尺寸光学元件面形的精度达λ/20.     

泰曼-格林型静态便携式干涉仪的设计

基于经典泰曼一格林干涉理论提出了一种改进的干涉仪光路设计方案.与经典干涉理论对比,该方案具有共光路、结构紧凑、对环境因素不敏感、系统使用效率高等特点.通过对光学系统及标准平面的优化设计,其理论精度极值档(PV)<1/12λ(λ=632.8 nm).对具体的光学系统、微调机构组件进行了三维设计,对干涉仪进行了实际装配调整,并与Moiler像移式干涉仪做了比对测试实验,结果表明,该小型干涉仪的实际测量精度PV值<1/10λ.     

一种新型迈克尔逊干涉仪条纹计数器的设计

设计了一种对不同背景光强具有自动适应性的迈克尔逊干涉仪的干涉条纹计数器。利用光敏电阻把干涉条纹的明暗变化转换为电信号的变化,通过对电压波形的分析,提出了一种通过波形电平变化顺序是否符合周期性变化规律的计数方法。实验证明,计数器原理简单,可以适应不同的背景光强,具有精确度高、操作简便可靠等优点。     

外差干涉仪光路调节方法及对拍频的理解

外差激光干涉仪由于测量精度高,环境适应能力强和实时动态高速测量等特点而广泛应用于机床误差的实时监测中。外差激光干涉仪中,使用平面镜作为转向装置时,接收器上的两束光有可能只是相交而不是重合,这给光路的调节增加了很大的难度。针对这一问题,提出一种辅助光路调节方法,先将光路切换到单频干涉仪,调好光路,再切换到外差干涉仪,利用单频干涉条纹的直观性能可看出外差干涉仪光路调节的好坏。理论分析和实验结果表明,提出的调节方案具有可行性,效果良好,同时通过从单频切换到双频能更深入地理解拍频。     

基于MATLAB的血液红细胞识别系统设计

红细胞计数是血常规检验的项目之一。介绍一种基于MATLAB的红细胞识别系统,通过对红细胞图片进行图像平滑、阈值处理和图像分割、孔洞填充、图像腐蚀等技术处理后,最终识别血液样本图片中红细胞的个数。实验结果表明,系统能够较好地确定红细胞的位置及个数。     

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。     

用干涉条纹图像重建反射镜的三维面形

给出了用干涉条纹图像重建反射镜三维面形的方法,用泰曼-格林干涉仪采集被测镜面的干涉条纹图像,通过对干涉条纹图像进行处理得到镜面高度采样,采用泽尼克多项式拟合镜面的曲面函数,测量到了镜面的三维高度数据。干涉条纹图像上相邻条纹与参考面之间的距离相差一个标准光源波长,因而该测量方法的关键是得到条纹波峰或波谷的精确位置,从而达到了镜面相对高度的采样的目的。采用巴特沃斯低通滤波对条纹图像进行滤波,去掉噪声的影响,然后对图像二值化分割出亮条纹,用数学形态法对二值条纹图像细化得到条纹的中心线,结果表明,低通滤波方法能有效地减少细化条纹的分支和断裂。最后定义每条条纹中心线的相对高度,利用前39项泽尼克多项式对镜面高度进行最小二乘法拟合,计算了镜面被测区域的曲面高度数据。该方法可以用来测量强激光引起的镜面热变形。     

条纹周期动态可调的通用型干涉仪

提出一种新型结构的通用型干涉仪,用于实现不同结构、不同形状的光学透镜、光学晶体等元件的快速目视观察与精确测量。该干涉仪利用可相对旋转的双光楔对条纹周期进行动态调制完成实时检测。以两块雅敏干涉平板为主体结构,在双光路中各自放入一对楔角完全相同的光楔对,建立条纹周期和条纹倾斜方向与光楔对相对旋转角度之间的关系,并采用光学晶体畴反转实时检测验证干涉仪的测量性能。试验结果表明,干涉仪的相位检测精度约为0.2 rad(λ/30),条纹周期(一对黑白条纹)为0.105~5.993 mm/pair,光路中光楔对的相对转角可在0~179°调节。干涉仪具有完全对称的光路结构,由于较高的稳定性和抗干扰能力,可针对不同类型光学元件的结构特点进行条纹周期的实时调制,并可达到较高的检测精度。     

大口径高精度斐索干涉仪球面参考镜设计

设计了一款口径为30.48cm高精度斐索激光干涉仪参考镜,其F数为0.82,参考面半径为224.99mm。所设计的参考镜其透射波前峰谷值为0.095λ,均方根值为0.028λ,透射波前斜率最大值为11μrad。理论分析了参考镜的回程误差对面形检测精度的影响,其最大值为0.29nm。利用Zemax光学设计软件对参考镜进行了仿真分析,仿真与实验结果表明,该标准镜头可满足精度1nm的元件面形检测需求。     

MATLAB在汽车牌照图像处理识别系统中的应用

汽车牌照识别系统是交通管理领域和数宇图像处理领域里的热点问题。本文介绍了MATLAB在汽车牌照图像处理识别系统中的应用。该系统实现了汽车牌照的字符分割。分割准确率高、速度快。整个处理过程分为预处理、边缘提取、车牌定位、字符分割、字符识别五大模块,通过调用MATLAB函数来实现每一个部分处理过程,最后识别出汽车牌照。     

基于图像处理技术的电梯门系统设计

针对电梯门系统存在安全隐患的问题,将图像处理技术引入电梯门系统,当电梯门完全打开或即将关闭,安装于电梯门顶部的摄像头对电梯轿门平面以及轿门平面向外的区域进行监测,有静止目标存在于监测范围内或者有运动目标出现时,通过微处理器对摄像头采集的图像数据进行算法处理,迅速给电梯主控制器发送开门信号,通过控制电梯门机,阻止电梯门关闭。实验结果证明:本方案设计的系统的实时性、适应性和准确性都基本满足要求,有较大的实用价值。     

加工深孔内球面刀具的设计

阐述了内球面盲孔刀具的结构,工作原理,并以深孔内球面盲孔零件加工为例,介绍了深孔内环盲孔的加工方法。这种刀具结构简单,使用方便,工作范围可调节,能车出各种孔深不一,直径不同的内球面,在生产实践中,该刀具能减少劳动强度,提高工效及加工质量。     

基于图像处理的刀具角度测量系统

针对加工过程中刀具磨损会影响零件加工精度的问题,利用图像处理技术实现了刀具角度的测量,以达到对刀具磨损情况进行动态跟踪的目的。以Matlab软件作为图像处理平台,通过图像灰度转换、二值化、边缘提取等技术手段,获得了刀具边缘轮廓,进一步用最小二乘法将轮廓拟合,最终求出了刀具角度。实验结果表明,该方法能较好地测量刀具角度,也可用于刀具几何参数的测试。     

基于ZigBee的干涉仪测控系统设计

针对传统干涉仪需要手工调节机械装置,自动化程度低等问题,该文设计了一套以ZigBee-CC2530为核心的无线测控系统。该系统将2个CC2530节点分别作为射频信号收发器,以点对点通信的方式实现无线控制功能。同时利用微软基础类库MFC(Microsoft Foundation Classes)设计了上位机软件,通过串口通信控制精密电机的运转,并在仪器内部基于不同条件设计了对应的行程限位解决方案,使得精密电机可以满足测控要求定点制动,提高了干涉仪的测量效率和精度。