激光诱导超声波测量钢板厚度的实验研究

本文报导了用激光超声测量钢板厚度的实验结果，并提出改进测试精度的途径。     

测量玻璃厚度和外形的新型激光传感器

美国LMI技术公司推出了一种经过改进的用来测定玻璃厚度和外形的新型激光传感器。这种传感器所有的软件功能都在传感头内部实现，无需单独的控制器，从而减少了仪器运作的费用。该公司的FDAII级可视玻璃厚度传感器采用了激光三角测量网并以高达每秒2000个读数的速度测量厚达1．5mm的玻璃板。     

激光散射法用于透明介质膜片厚度的精确测量

用激光经透明介质膜片反射后的散射条纹分布测量膜片的厚度,精度比接触性测量高二个数量级。     

激光陀螺中压电陶瓷倾斜的测量

利用双元控制器探测激光束的位置变化，该激光束由一个用压电陶瓷驱动的镜片反射。反映压电陶瓷加电压后倾斜的双元探测器输出电信号由一个平衡电桥来测量。     

透明介质厚度的散斑法测量

本文提出了用激光散斑技术测量透明介质厚度的方法,导出了试件厚度与散斑位移的关系式,并进行了比较实验和误差分析。     

利用激光三角法测量货车车厢体积

介绍了利用激光三角法测量货车车厢体积的原理和方案,并阐述基于该原理所开发的车厢体积测量系统中的关键技术。重点指出了基于激光三角法如何构建测量系统以及测量系统的各个组成。在测量系统的关键技术中,详细阐述了车厢体积分割计算技术。通过所采用的三阶灰度矩边缘检测算法,对于各种车轴的货车,都可以精确地去除车头和车底货架并计算出车厢体积。此外,还提出可以通过截面数据的翻摺和拼合来减少激光器的数量。该测量系统已应用货车厢体积测量的实际工程中,通过大量实际货车数据验证它的可行性。     

提高激光三角法测量精度的新方法

激光三角法是一种几何测量的重要方法,目前已广泛用于测量位移和三维面形,但这测量系统的测量精度不高,一个主要的问题就是光源光强不稳定;本文提出用光学双稳装置来稳定激光光泊的光强,并用于测量金属板材,实验结果：将光学双稳装置用于激光三角法使系统的测量精度大大提高。     

激光双路对称透射法在线测量平板玻璃厚度

针对传统测量平板玻璃厚度的不足,基于光的折射原理,提出一种双路激光对称透射法,设计了在线测量平板玻璃厚度的装置,以线激光做光源,以对称平面镜组为光路转换装置,将对称分布的光路调制为两束相互平行的线激光,线阵CCD 传感器作为视觉探测工具,并针对测量图像的特点,选定背景与目标的过渡区域段的灰度值,作为单束线光带图像的边界阈值,使用改进灰度重心法提取线光带中心像素。通过对待测样品的实验检测,结果表明该方法测量精确可达0.1mm,该精度符合玻璃生产线中对其厚度检测标准的要求。由此证明了该方法的可行性,并具有良好的实用价值。     

可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法

传统的激光三角法测量玻璃厚度时,玻璃与测头的相对位置需保持固定,每当玻璃位置移动时,均需重新标定才能进行准确测量。针对这一问题,提出可自适应位移变化的玻璃厚度激光三角测量方法,玻璃在不同位置时均可以直接对玻璃厚度进行测量。首先分析当玻璃位于基准位置时,其前、后表面反射光的成像光斑间距与玻璃厚度之间的关系;其次分析当玻璃位移变化时,成像光斑间距与玻璃前表面位置、玻璃厚度之间的关系,建立数学模型,并相应地提出修正算法来消除玻璃位移变化对厚度测量的影响;最后设计了基于激光二极管-互补金属氧化物半导体(LD-CMOS)的激光三角测量系统,并采用多块已知厚度的玻璃样本进行标定和测量实验。实验结果表明,当玻璃位置在1~4.5 mm的范围内变动时,不同位置处玻璃厚度测量的绝对误差小于0.010 mm,并且相对误差均在0.5%以内。该方法实现了玻璃在不同位置时对玻璃厚度的高精度测量,无需重复标定,具有很好的实用性、灵活性和通用性。     

浮标式油膜厚度测量传感器的研制

针对海面溢油油膜厚度的测量,基于垂直入射式差分激光三角法原理,研制了可机载投放的浮标式油膜厚度测量传感器。介绍了传感器的组成和原理,给出了系统集成与调试过程,以0级陶瓷量块为标准厚度,采用最小二乘拟合高次曲线的方法对传感器进行了标定。选用1.4~9.4mm量块对传感器进行了精度测量,测量相对误差小于1%。     

光学三角法实时测量金属板厚

利用激光束斜入射到金属板上,在另一方向上用透镜将金属板上的激光光斑成像到光电管上。当金属板发生位移时,激光光斑的像将偏离光电管。必须用转镜将光束扫描到某一特定位置,光斑像才能进入光电管中。通过对光束扫描角度的测量,就可计算出金属板的位移量。此法也可推广到金属板的厚度测量中。由于金属板表面反射率变化会对测量带来影响,我们对此作了修正。此测量方法不但是无接触的,且不受测量对象和不利环境对传感头的影响。故可用于生产进行实时监测。     

复杂光照下的车牌图像二值化新方法

为解决车牌识别系统中,车牌区域由于受到光照过度、不足和不均等复杂光照的影响,使得车牌图像的二值化效果不理想的问题,文中提出一种复杂光照车牌图像的二值化新方法。根据国内车牌颜色特点,重新分配R、G、B颜色分量的权重来构造新灰度图,并设计不同颜色车牌灰度图转化的规则。采用全局和局部阈值相结合的双阈值方法实现车牌图像二值化,同时利用空域同态滤波进一步提高图像对光照的鲁棒性。实验结果表明,文中方法运算时间仅为传统方法的61.95%,同时能更有效地克服不均匀光照对车牌图像二值化的干扰,使二值图像的汉字和字符更清晰,鲁棒性更好。     

墙纸印刷涂层厚度在线检测方法研究

为了有效地解决墙纸在生产过程中印刷涂层厚度在线检测问题,以达到提高墙纸产品生产质量和生产的效率的目的,本课题对墙纸印刷涂层厚度在线检测问题进行了研究。基于激光传感器原理,以TI公司的TMS320F2812DSP芯片为核心处理器,解决涂层厚度测量的一系列问题。该系统能够实现在线动态检测和非接触测量。     

耐热钢材料的激光焊接试验研究

使用CO2 激光器对 3 5CrMo耐热钢材料进行激光深熔穿透焊接研究 ,通过焊接、焊缝机械强度等试验获得了激光焊接的最佳工艺参数。分析并讨论了工艺参数及其它因素对激光焊接质量、性能的影响 ,针对实际问题提出了解决方案     

高均匀性小孔径激光照明系统

激光照明应用当中激光的高斯分布和散斑现象极大地影响了照明质量,为了将激光器出射的高斯分布的激光整形成类似平顶分布,同时对散斑进行抑制,实现均匀的激光照明,对随机漫射体抑制散斑的可行性进行了探讨。设计了一套基于"随机微透镜阵列"的激光照明系统,可实现出光孔径2mm,半发散角18°的平顶均匀激光照明。并对比了在此种结构下采用石英玻璃棒和自聚焦透镜作为光导元件时光斑质量的区别,对光斑的分布及散斑进行了测量,验证了此种方法能够将散斑对比度降低到4.84%,极大地提升了激光照明质量。     

高效抑制斜入射光线Fresnel反射的均匀扩散板设计

针对无导光板LED平板灯具设计中常规扩 散板对斜入射光线透过率低的问题,基于几何光 学和Fresnel公式,设计了一种具有高效抑制斜入射光线Fresnel反射的表面微结构扩散板, 并推导了获得 高光传输效率的三棱柱微结构参数计算公式。采用Solidworks软件进行建模,并结合TraceP ro软件对所设计 的扩散板进行光线追迹仿真,分析了扩散板微结构参数对光传输效率和照明面照度均匀度的 影响。结果表 明,入射表面微结构不等腰三棱柱的尺寸和形状、出射表面半凹球面微透镜直径对斜入射光 线传输效率都 有较大影响;参数优化后的扩散板,在距离出光面 1mm处的照明面上的光传输效率为0.92,照度均匀度为 96.8%,并且不同距离照明面上的照度均匀度均能达到80%以上 。根据理论分析得出的优化参数制作扩散板,得到传输效率为0.91。     

双激光位移传感器测厚实验装置的研制

利用2个激光位移传感器搭建非接触在线测厚实验装置,设计编写了厚度测量软件,软件通过串口实时采集传感器数据,输出被测样品厚度。装置的测量范围为0.1 mm~10 mm,测量精确度为±25μm。用厚度标准尺作为样品,对装置进行标定后,采用不同厚度的样品,进行了静态和动态的厚度测量实验。分析了误差来源及解决办法,为后期精密、实用的冷轧钢板非接触式在线测厚系统的研制奠定了基础。     

Genetic algorithm and mathematical morphology based binarization method for strip steel defect image with non-uniform illumination

In order to precisely extract the image shape feature for the defect detection and classification, the strip steel image needs to firstly be binarized effectively. In this paper, the intelligent information processing, including mathematical morphology and genetic algorithm, is introduced to the strip steel defect image binarization. In order to eliminate the effect of non-uniform illumination and enhance the detailed information of the strip steel defect image, an enhancement operator based on mathematical morphology (EOBMM) is proposed firstly. And then, the binarization method based on genetic algorithm (BMBGA) is applied to the binarization of the strip steel defect image processed by EOBMM. The experiment results show that our method is effective and efficiency in the strip steel defect image binarization and outperforms the traditional image binarization methods, Otsu and Bernsen.