火炮药室参数的光电测量系统设计

药室长度、直径、容积等火炮药室参数的高精度测量是火炮武器装备研制、生产和鉴定等单位的重要任务.本文介绍了一种采用微机、计量光栅以及成熟的机械机构设计的新型的火炮药室参数光电测量系统的构成和测量原理.该系统能够完成全口径火炮药室的药室长度、药室直径的自动测量;能分析、处理、计算出药室容积及药室各锥的锥度、拐点;能画出药室的三维形状,并能按数据、表格、曲线或图形等格式打印输出.其药室长度测量精度可达1‰,药室直径测量精度可达0.01mm,药室容积测量精度可达2‰.可用于身管加工厂家、常规靶场的全口径火炮药室参数测量.     

轮对几何参数及踏面缺陷光电检测方法

提出了一种基于光电检测技术的车辆轮对综合参数自动检测方法。运用精密激光位移传感、CCD及数字图像处理技术,实现了轮缘厚度、轮缘高度、车轮直径等尺寸参数的非接触自动检测;再结合精密运动控制,以及车轴和圆周方向的快速激光扫描,实现了踏面擦伤和剥离等缺陷参数的分类和识别。实验结果表明,基于上述测量方法的检测系统,其尺寸参数测量精度为0.2mm,擦伤深度测量精度为0.1mm,剥离长度测量精度为0.5mm,能满足车辆段修现场使用的要求。     

机器视觉流感疫苗血凝素含量测量实验研究

流感疫苗血凝素含量的测量,采用单向放射免疫扩散法,其关键在于扩散环直径的确定.传统采用游标卡尺或高清扫描图像方法测量扩散环直径,存在人为干扰,测量精度与稳定度低.本文基于机器视觉技术研制了血凝素含量自动测量仪,利用CCD相机采集扩散环图像,用图像处理算法测量扩散环直径,实现了扩散环直径数据获取、血凝素含量计算与结果数据分析等操作的自动化与智能化,有效消除人为干扰,提高测量精度.实验表明,该测量仪测量精度可达2 μg/mL,相关参数R2>0.99,稳定度高,变异系数小于1%,满足实际测量需求.此仪器适应于各种型别的流感疫苗血凝素含量测量,且测量结果易于保存、传榆,便于二次处理.     

声学共鸣腔特征长度激光干涉法测量图像处理软件研制

圆柱形声学共鸣腔特征长度是声学法测量玻尔兹曼常数的一个重要参数。在中国计量科学研究院建立的圆柱形声学共鸣腔特征长度双波长测量系统基础上，基于图形化编程语言Labview设计开发了图像处理软件。实现了对长度测量系统输出图像的滤波去噪、CCD像素元按灰度值的软件细分、拟合法测量等倾环直径、减小了特征长度测量系统的不确定度，从而极大的提高了玻尔兹曼常数测量的精度。     

基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径自动测量方法研究

介绍了基于视觉检测和图像处理技术的压痕直径测量装置、测量原理、仪器组成,采用改进的DCT算法实现自动聚焦过程、通过VB调用Matlab制作的COM组件二者混合编程实现软件设计.通过标准刻线尺对压痕直径测量范围长度进行检定校准,在0.1到6mm的测量范围内,压痕直径测量装置的最大允差在±0.5μm.对标准硬度块进行压痕直径测量并带入硬度计算公式进行计算,测量数据与标准值的差值均在±0.5%以内.实验证明,该装置有着良好的测量精度和测量重复性,可以满足布氏硬度测量需求.     

火炮身管静态参数测量系统设计

针对目前火炮身管静态参数测量中存在的问题,发明了轴向运动精度达万分之五和周向运动精度达0.1°的口径自适应机械公共平台,设计了双MCU控制的硬件公共平台和模块化的软件公共平台,结合可实现疵病全参数测量的疵病检测模块可使疵病长度和深度的测量精度达0.1 mm;与利用高精度光栅副设计的内径测量模块结合可使内径参数测量精度达0.0002mm;与其他测量模块结合即可完成其他各种参数的高精度测量.与其他同类系统比较,该测量系统结构紧凑轻便,使用操作方便,具有测量精度高,定位准确,可扩展性好,可靠性高,可维护性好,适合火炮全寿命过程检测应用的特点.     

基于机器视觉的光纤端面几何参数测量研究

研究了一种基于机器视觉的光纤几何参数测量方法。该方法运用数字图像处理算法,首先,读取光纤端面图片,采用Deriche边缘检测算法进行图像分割;然后,利用去伪边缘算法完成对有效边缘的提取及合并;最后,进行曲线拟合,完成对光纤端面几何参数的测量。实验结果表明：该方法操作简便,算法复杂度低,光纤端面边缘拟合精确度较高,数据检测速度快,可以精确高效地检测出光纤端面几何参数的数据,对涂覆层直径的重复测量精度可达0.021μm,涂覆层圆度重复测量精度可达0.043%。     

双纵模He-Ne激光单模干涉在大尺寸测量中的研究

采用双纵模热稳频He-Ne激光作为光源,其拍波波长作为测量大尺寸的基准,可实现大尺寸零件的精密测量.在前期研究的基础上利用其两个单模干涉实现整数倍拍波波长被测长度的确定,解决了该段长度测量精度难题,并利用激光单模干涉实现不足一个拍波波长长度的测量.该方法可实现对大尺寸工件几何尺寸的现场测量,并具有较高的精度.     

利用激光跟踪仪检测全站仪标准基线长度可行性分析

现行的GB/T 16789-2019《比长基线测量规范》规定全站仪测距长度基线场采用因瓦基线尺测量的方法进行检定,其过程繁琐,且成本较大.通过对激光跟踪仪距离测量精度的分析和检测实验结果,对比了同一个标准基线场分别利用激光跟踪仪测量和因瓦基线尺测量的结果及其若干项精度指标,以及通过对比用两种基线长度分别计算出的若干台高精度智能型全站仪的加乘常数及其中误差,论证了激光跟踪仪的长度测量精度是可以满足全站仪测距长度基线场检定的要求,且精度比因瓦基线尺测量的结果更高,测量效率也大为提高.     

采用标准长度的激光多边法坐标测量系统自标定算法

基于多路激光跟踪干涉仪测长的坐标测量系统在大尺寸测量领域具有显著的优越性,准确标定系统参数是实现高精度坐标测量的关键。为了克服传统自标定方法的缺点,提出了一种采用标准长度的改进自标定算法。该算法首先在稳定的基座上设置固定点,在X、Y、Z方向分别产生用激光干涉法精确测得的标准长度,然后将标准长度用于构造自标定的优化函数。通过提高相应优化函数的权重,进一步提高坐标测量精度。通过仿真实验证明了该算法的可行性。采用独立的激光干涉仪验证系统在大尺寸范围内的测量精度,当测量点分布在距系统坐标系原点［7.0 m,8.3 m］区间内,两组实验误差均分布在［-9.5 μm,4.6 μm］区间内,结果表明所提出自标定算法可显著提高大尺寸空间坐标测量精度。     

氙离子推力器放电室等离子体参数测量

论述了离子推力器的工作过程,同时介绍了静电探针的测量原理,设计制作了用于诊断离子推力器放电室等离子体特性的双探针测量系统.装置用于氙离子推力器放电室等离子体测量,获得了放电室等离子体参数(电子温度、离子密度等)与推力器工作参数之间的变化关系.     

基于静态箱法的PM2.5切割器捕集效率评价及拟合曲线优化研究

研究了基于静态箱法的PM2.5切割器捕集效率评价系统。通过设计并搭建评价系统,使用标准规定的8种粒径的聚苯乙烯小球进行雾化发尘,在静态箱中产生符合测量要求的气溶胶环境,使用空气动力学粒径谱仪对切割前后的颗粒物进行计数测量、最终获取切割器的捕集效率曲线,并选择最佳插值拟合算法进行数据拟合。通过对国产以及进口的切割器分别进行评价实验,获取了切割器的捕集效率。该研究结果有助于规范切割器的生产与使用,为后续开展其他类型切割器的评价提供参考。     

Observation of liquid hydrogen jet on flashing and evaporation characteristics

The evaporation speed of liquid hydrogen jet has been measured using high speed CCD camera. In the evaporation process the diameter of injected liquid hydrogen droplet plays important role. The experimental parameters for injection condition had been selected such as injection temperature and size of injection hole diameter which influences injected diameter of liquid droplet. Liquid hydrogen had been injected into the spray chamber that was filled with gaseous helium at room temperature. The liquid hydrogen jet moves in the horizontal direction and the images of the evaporation processes had been acquired from the observation window using high speed CCD camera. With this method it has been shown that evaporation speed of liquid hydrogen is influenced by injection temperature and size of injection hole diameter.     

用小型传声器阵列测量环境噪声中简单声源声压级

常规声级计测量到的是目标声和环境噪声的总声压,不具备抑制环境噪声的功能。为此使用以球面波函数叠加逼近理论为基础的声波分离方法,用以提升环境噪声中简单声源声压级的测量精度。该方法以小型传声器阵列探头作为测量前端,近场声全息和声波分离为核心计算方法进行实施。为验证该方法的有效性,在全消声室内对关键参数进行了实验验证。实验结果表明,该方法在500 Hz~2 750 Hz频带内,且探头距目标声源5 cm~12 cm的近场区域,可以在环境噪声中得到较精确的目标声源的声压级。     

Traceable correction method for complex reflection coefficient using calculable air line impedance standards

A correction method for the measurement of complex reflection coefficients using vector network analyzers is presented. The method is based on the invariance property of the cross ratio of the bilinear transformation and is traceable to calculable air line impedance standards. The application of an accurate diameter measurement system (laser micrometer and air gauge system) allows the treatment of air lines as inhomogeneous transmission lines consisting of a cascade connection of a number of equally spaced line sections. Each line section is assumed to be homogeneous and characterized by the characteristic impedance and the propagation constant, which are traceable to the measured diameter values. The presented procedure is an extension and improvement of prior work using the same principle of correction, whereas the air lines were specified by nominal diameter and length values. The aim of this work is to enhance the accuracy of the correction or to reduce the requirements of the manufacturing tolerances of air lines. The derived theory is accompanied by a brief uncertainty consideration and by measurement results obtained by PC-7 air lines at frequencies up to 18 GHz and by numerical simulation results for a hypothetical air line.     

Taguchi optimization and ultrasonic measurement of residual stresses in the friction stir welding

The main goal of this study is optimization of residual stresses produced by friction stir welding (FSW) of 5086 aluminum plates. Taguchi method is employed as statistical design of experiment (DOE) to optimize welding parameters including feed rate, rotational speed, pin diameter and shoulder diameter. The optimization process depends on effect of the welding parameters on longitudinal residual stress, which is measured by employing ultrasonic technique. The ultrasonic measurement method is based on acoustoelasticity law, which describes the relation between acoustic waves and internal stresses of the material. In this study, the ultrasonic stress measurement is fulfilled by using longitudinal critically refracted (L_CR) waves which are longitudinal ultrasonic waves propagated parallel to the surface within an effective depth. The ultrasonic stress measurement results are also verified by employing the hole-drilling standard technique. By using statistical analysis of variance (ANOVA), it has been concluded that the most significant effect on the longitudinal residual stress peak is related to the feed rate while the pin and shoulder diameter have no dominant effect. The rotational speed variation leads to changing the welding heat input which affects on the residual stress considerably.     

NPT圆锥外螺纹中径测量的改进方法

利用辅助工具,改进传统的L形垫块与三针的组合式测量方法,解决实际测量中对于小尺寸NPT螺纹塞规的测量死角问题,扩大测量范围,提高测量效率。     

基于激光跟踪仪的超声流量计几何参数实测方法

针对需要现场安装的大口径超声流量计的几何参数外部测量问题,建立了基于激光跟踪仪的大口径超声流量计几何参数测量方法。利用跟踪仪在管道外部测量管段壁面和超声探头的三维特征,并通过三维建模工具获得管段和探头的相对位置关系,进而计算得到流量计几何参数。结合现场测量案例,评估了内径、声道长度、声道角、声道高度等参数对流量不确定度的贡献。该方法不仅解决了管道外部几何参数实测问题,而且能将不确定度水平控制在0.2%左右。与跟踪仪实测值相比,几何参数厂家设置值存在一定的差异,建议厂家和用户给予几何参数实测更多的关注。