垂直透明管道中气泡空间位置测量方法的研究

介绍了一种在线检测气液两相流中气泡空间坐标的新方法.该方法基于数字图像处理技术,采用高速摄像机系统,对垂直透明管道中上升的气泡进行实时拍摄和图像采集,利用边缘检测和图像填充技术提取并计算气泡尺寸;设计了基于单CCD摄像机的立体视觉测量系统,建立成像模型和误差分析模型,从而计算出气泡的三维坐标.实验结果表明:该方法能够测量出气泡的空间位置.     

桥梁水下结构表观的图像采集系统的研究

为提高突发灾害后桥梁快速评估,确保桥梁结构安全,设计了一款基于摄像机阵列的水下检测装备,以实现桥梁水下结构病害的快速精确测量。在分析水下工作环境的基础上,提出摄像机阵列的具体设计方案。为减小水下阻力,适应在浑水中近距离大视场检测,系统采用的摄像头是带照明的微型摄像机。为减小后期图像拼接的压力,本系统采用Matrox _morphis_qxt图像采集卡,配合磁盘阵列RAID系统以达到同步采集、实时传输、快速存储。最终通过图像拼接技术,恢复被测桥梁水下结构表观全貌图。     

复杂背景下相对运动恢复结构算法设计

针对运动恢复结构算法在摄像机拍摄过程中需要改变摄像机位置的问题，利用物体与摄像机的相对运动关系，获取包含物体多角度视图的图像序列。在图像序列中定位物体所在区域，约束特征点提取的适用范围，设计并实现一种相对运动恢复结构算法。实验结果表明，SFRM算法适用于摄像机固定位置的拍摄方式，能将位于物体区域的匹配对占总匹配对的比例从32%提高到84%,相较于传统的SFM算法在时间效率上得到38.29%的提升，成功扩展SFM算法的适用场景。     

半密闭灭弧腔室内电弧运动特性的三维仿真和实验

在配网线路防雷中,利用多个半密闭灭弧腔室串联将长空气间隙电弧分段淬灭的多腔室灭弧结构因其优异的灭弧性能,受到学者的广泛关注.在应用于配网线路雷电防护时,多腔室灭弧结构中的气体间隙被击穿后,冲击电弧在半密闭灭弧腔室内的运动特性直接影响该结构的灭弧性能.为了研究冲击电弧在灭弧腔室内的运动特性,该文将气流场、流体传热场、电磁场多场全耦合,建立单个半密闭灭弧腔室内冲击电弧的三维数值仿真模型,分析电弧从腔室内运动到腔室外的动态演变过程;搭建冲击电流试验平台,利用高速摄像机拍摄了电弧从腔室内运动到腔室外的图像,分析电弧运动图像的特征.结果表明,仿真得到的电弧完全运动到腔室外的时刻和电弧完全熄灭的时刻与试验图像特征吻合,验证了仿真模型的准确性;得到了腔室内电弧温度、腔室内压强和气流速度随时间整体呈现先急剧增加后缓慢减小的趋势;当电弧电流为波形8/20μs、幅值2kA时,腔室内的电弧温度最高可达41000K,压强最大达2MPa,气流速度最大达3000m/s.     

切向内置式高速永磁电动机转子结构优化研究

针对小功率高速永磁电动机,为满足高速电动机转子结构的应力要求,并简化电动机的生产工艺,提出了一种基于梯形永磁体的切向内置式转子结构,在满足电动机基本设计要求的前提下,对电动机转子相关结构参数进行了优化设计。采用有限元仿真方法,详细地分析了极弧系数和转子表面结构对齿槽转矩、平均转矩和转矩脉动的影响规律,并对转子的结构应力进行了校核。研究表明,该转子结构可有效简化电动机的生产工艺,总结了部分参数对电动机转矩性能的影响规律,并通过对转子结构的优化,有效地减小齿槽转矩以及转矩脉动。     

DV拍摄的6种技巧(中)

(1)最佳拍摄方案用过数码相机的读者都清楚,光圈和快门速度是影响图像曝光的两大关键因素,不熟练掌握两者之间的关系很难拍出好片来。预置了程序化自动曝光功能的数码摄像机,都针对一些特殊环境的拍摄设计好了固定的光圈和相应的快门速度,使用时只需根据环境的不同进行预设就可以拍摄出比较满意的画面。例如:索尼DCR-TRV50数码摄像机,程序自动曝光模式预设有聚光灯、     

高清与标清摄像机和灯光照度之间的关系测试分析

本文论述了在了解高清及标清摄像机对同类型光源在各种照度的情况下,高清和标清摄像机在不同光圈拍摄时,灯光照度与光圈之间的关系;在同样的灯光照度下,在监视器为16:9和4:3不同构图的情况下,摄像机拍摄图像的主观效果,比较出不同灯位分布、灯具数量及光线性质的变化情况;以及人物化妆与图像效果之间的关系等问题。     

水下爆破荷载作用下弧形闸门的塑性变形和位移

为得到水工弧形闸门正常运行时在水下爆破荷载作用下的动力响应,预测可能出现的极端状况,以对闸门结构进行反恐安全评价,探寻有效的反恐防护措施,借助ABAQUS有限元软件,采用显式动力分析方法,选取某试验得到的冲击力时程作为水下爆破荷载,考虑水体-闸门之间流固耦合作用,对一个实际弧形闸门结构进行了弹塑性时程分析。计算结果表明,水下爆破根据其发生位置不同对闸门结构冲击作用特点亦不相同,闸门破坏方式存在明显差别。闸门结构反恐安全防护重点区域为垂直隔板、边梁与上主横梁相交的部位和支臂铰支座附近部位。     

极端情况下电子式电流互感器防护措施

在遭受过电压、过电流等极端情况时,电子式互感器易受冲击而导致性能下降或损坏。以一种有源电子式电流互感器为例,介绍了其在极端情况下的各环节,如LPCT(低功率电流互感器)、Rogowski线圈、高压侧电源系统和高压侧信号处理电路等的防护问题,并给出了相应的措施及其设计依据。对防护措施引入的误差进行了分析,指出通过选择合适的标称电压,可以减弱防护器件性能对测量准确度的影响。型式试验结果表明,采用该措施的一种电子式电流互感器满足IEC 0.2级要求,验证了所提出措施的有效性。     

高速CMOS相机图像采集系统关键技术研究

为满足某靶场弹丸炸点测试中拍摄帧频高、实时记录性强等要求,本文介绍了一种高帧频CMOS图像采集系统。选用帧频250帧每秒的LUPA-300作为高帧频图像传感器,通过FPGA实现对图像传感器的参数配置与图像数据处理,并运用PCI图像采集卡实现图像数据的存储与显示。实验结果表明该系统结构简单、成像清晰稳定,拍摄速度快,可应用于高速目标的拍摄。     

嵌入式数字摄像机配置系统设计

为适应环境的变化,获取高质量的图像,需要在图像采集过程中随时改变摄像机的配置。一般情况下,可以利用PC和摄像机厂家提供的摄像机配置软件调整摄像机的配置。在嵌入式图像处理系统中,不可能用PC和厂家提供的摄像机配置软件进行摄像机的配置参数调整。为此,本文设计了满足工程需要的嵌入式摄像机配置系统。该系统以单片机为处理器,以键盘和拨码开关为控制调节输入,以数码管显示配置结果,通过内部的数据处理模块和串口通信模块等实现配置功能。实验结果表明本文设计的嵌入式摄像机配置系统能够有效地修改、显示摄像机的配置命令,实现对摄像机的实时配置,满足工程需要。     

两流体模型中气泡粒径对掺气浓度预测结果的影响

利用两流体模型，通过对水气两相流的数值模拟，研究了明渠水气两相流中气泡粒径对掺气浓度的预测，得到了气泡粒径越大，其上逸速度越快，近壁掺气浓度越低的规律，从而得知存在于近壁面的气泡主要是小粒径的气泡，提出了设计掺气槽时，除满足掺气量外还应满足掺气粒径要求的工程建议。     

M9000摄像机电子寻像器的检修

电子寻像器主要是显示摄像机摄入的景物,观察寻找和拍摄所需的图像,并且还作为监视器显示经摄像机重放的画面。NV—M9000摄像机电子寻像器的显示管采用1.8cm(0.7英寸)的黑白显像管,只能显示黑白画面。在寻像器发生故障时,正常摄录工作无法进行,若寻像器无光无图像,显示紊乱时,而外接显示     

声场作用下甲烷部分预混火焰不同当量比和流速对NOx生成的影响

采用Rijke型脉动燃烧试验台,利用火焰直拍图像、NOx采集系统,对声场作用下甲烷部分预混火焰在不同当量比和流速下的NOx生成特性进行了比较和分析.结果表明,随着当量比的增大,在3.3～4处NO排放因子(NOemissionindex,EINO)出现拐点φEI,当量比小于φEI时,EINO随当量比的增大而先增后减;当量比大于φEI时,EINO随当量比的增大而增大.当量比在2～4时,混合气流速对EINO的影响较小;当量比大于4时,EINO随着流速的增加而增加,但相对于稳态燃烧,EINO随流速增加的速率明显减小,原因在于,流速的增大致使火焰长度增加,燃料在高温区域停留时间变大,而相对于稳态火焰,脉动声场的作用使火焰长度变短.     

轮胎气泡边缘检测算法的研究

针对轮胎激光剪切散斑干涉图像背景中存在大量条纹的特点,为避免其对气泡边缘检测产生妨碍,主要对其边缘检测算法进行了研究.给出了对常用的几种算子进行边缘检测后的轮胎激光剪切散斑干涉图像,并分析了其在处理图像时的不适用性,设计出基于模糊理论的小波多尺度边缘检测算法.在多尺度边缘检测过程中,设计了适合的模糊算子,改善了轮胎气泡边缘检测的效果.由仿真结果可知:本文设计的算法与常用边缘检测算法相比,更好地标记出了轮胎气泡的边缘图像,滤除图像中的伪边缘.     

脉动热管传热性能实验研究

建立了铜管脉动热管实验台,分析水冷条件下充液率、工质、倾斜角和是否为闭环路等因素对脉动热管传热性能的影响。研究结果表明：随着充液率的增加,整体热阻变大,原因是管内的工作流体增加,流动摩擦阻力增大,气泡的份额减小,脉动驱动力减小,加热段冷却段的温差增大;选用蒸馏水、无水乙醇以及丙酮为工质时,丙酮在脉动热管中更容易形成循环流动而使得传热性能增强,热阻最低;不同倾斜角的实验中,垂直底加热时脉动热管热阻最低,表明重力在工质回流到冷却段起到重要的作用;环路型脉动热管传热性能在相同条件下要比非闭合回路脉动热管传热性能好。     

定子永磁式双转子电机设计与实验研究

提出一种应用于混合动力汽车驱动系统的新型定子永磁式双转子电机,即将双转子电机概念与永磁磁通切换电机相结合,以获得高转矩密度、低转矩脉动及高功率密度,满足混合动力系统对于小型轻量化及平稳运行的需求。本文对新型定子永磁式磁通切换双转子电机的拓扑结构及其混合动力驱动系统的工作原理进行了介绍,详细分析了内外电机的设计方法及基于转矩脉动最小的尺寸优化,并利用有限元方法对电机电磁性能进行了仿真。仿真表明了电机设计的合理性,通过原理样机实测数据验证了电机设计的有效性,并显示了内外电机具有的快速响应性能,说明此结构双转子电机可有效提高转矩密度,减小转矩脉动,通过合理设计能满足HEV应用功率需求。     

混流泵叶轮内气化的拍摄试验研究

应用了目前最新型的彩色高速数码摄像机(HG-LE型号),对卧式模型混流泵叶轮内的气化进行拍摄试验。为了能达到较好拍摄效果,试验前把叶轮段金属泵壳去掉,用一段高透明度的有机玻璃管取代它,然后用专业的图像处理软件(Mi Vn图像分析系统)对所拍摄的气化图像进行处理和分析研究,得到在模型混流泵设计工况下运行时叶轮的气化现象。本文研究结果将揭示在混流泵叶轮内气化发生的部位和气化的产生、发展和溃灭过程,为混流泵气化的深入研究提供可靠的参考价值。     

水中铜丝电爆炸激光阴影及流体模拟研究

水中金属丝电爆炸是获得水下强冲击波的有效方式。为此采用双透镜四焦距成像系统减小相差,在保证良好对焦的前提下拍摄了最优放电模式下水中铜丝电爆炸的激光阴影图像,并结合放电电信号波形对其演化过程进行了描述和分析。实验结果表明:金属丝在熔化结束之前产生第1个明显的压力波,该压力波在阴影图像中呈现分层结构,并以接近静水声速的速度传播,其后被主冲击波追赶直至淹没。在汽化阶段,金属丝开始显著膨胀,且早期水流密度分布造成阴影图像边界模糊。爆炸丝及主冲击波均表现出良好的轴向均匀性,边界平滑、整齐。进一步利用流体力学模型对上述丝爆产生冲击波过程进行研究,基于实测爆炸丝膨胀轨迹模拟得到的冲击波传播轨迹与实验结果高度一致;冲击波波形及爆炸丝压力等重要物理信息也可通过模型计算给出。     

水下无人航行器用电机的集成设计

根据某水下无人航行器用机电作动器的任务要求,本文提出了一种低成本、集成式永磁同步电机技术方案,对电机的主要结构、电磁设计、海水环境下的密封结构、绝缘可靠性设计和基本性能进行了研究,开展了性能试验并随整机通过了水下试验考核。结果表明,该电机能够稳定工作,满足总体体积小、重量轻、工作可靠、集成化的使用要求。