光电非接触式表面流速测量

针对水工物理模型试验中尚无简单易行的表面流速测量方法,提出了一种新型光电非接触式表面流速直接测量法。在对光束入射水体后散射光强度公式进行推导的基础上,根据水体浅层泥沙浓度的统计继承效应,得出了经上下游浅层泥沙调制的散射光强成相关特性的结论。根据上下游散射光的相关特性,推导了流速测量公式,并分析了上下游测量间距、水流流速、采样率对测量结果的影响。搭建了实验系统,在6种不同标定流速下,分析了不同含沙量对测量精度的影响。实验结果表明,在0～50kg/m36种不同含沙量情况下,实测流速与标定流速的一致性均较好,但水体在10～50kg/m3适量含沙情况下,测量精度较不含沙情况有所提高,测量绝对误差均小于0.1m/s,相对误差能控制在8%以内。     

表面粗糙度非接触式测量技术研究概况

表面粗糙度对工件表面质量有很大影响，采用非接触方法有利于实现表面粗糙度的快速、无损伤、在线检测。文中重点介绍了基于光学散射、光学干涉和图像处理技术的表面粗糙度非接触测量方法及其研究现状。     

表面粗糙度的高精度非接触式测量

非接触式表面粗糙度测量以其高精度、无损伤、测量速度快等特点得到了广泛的应用。文中对光散射法、干涉法、散斑法、衍射投影法以及超声检测法等表面粗糙度测量方法的最新研究进展进行了总结介绍,论述了各测量方法的优缺点及发展趋势。     

对表面粗糙度的非接触测量

应用光纤技术设计了一种新型光纤传感器。该传感器可用于表面粗糙度和微位移测量,本篇论述其在测量表面粗糙度方面的应用。基于光在粗糙表面的散射原理,采用散射光比法,能对Ra≤0.8μm 的粗糙表面实现快速、简便的非接触测量.     

表面粕糙度的高精度非接触式测量

非接触式表面粗糙度测量以其高精度、无损伤、测量速度快等特点得到了广泛的应用。文中对光散射法、干涉法、散斑法、衍射投影法以及超声检测法等表面粗糙度测量方法的最新研究进展进行了总结介绍,论述了各测量方法的优缺点及发展趋势。     

表面微观轮廓的非接触测量

一、引言从测量方式来看，表面微观轮廓的测量可分为接触式和非接触式。接触式很难用于起伏的表面轮廓测量。非接触式测量主要以光学方法为代表，如干涉测量法。但是，传统的干涉测量方法（如干涉显微镜）在提供的信息量、信息的可靠性以及提取信息的手段方面都存在一些固有的限制，无法获得表面轮廓曲线，干涉图的到读相当复杂费时，对于无规则条纹无法判断表面凹凸。随着光电技术和计算机技术的发展，在光干涉领域出现了条纹扫描技术、锁相干涉技术、移频干涉技术和相移干涉技术等，为表面轮廓测量新方法的研究，开辟了新的途径。本文介绍…     

基于非相干光反馈的表面轮廓测量仿真研究

对一种基于非相干光反馈的表面轮廓测量方法,对其进行了理论仿真研究。建立了基于非相干光反馈表面轮廓测量的系统模型,分析了不同反馈光耦合强度的输出特性,系统的稳定状态,注入电流对系统的影响,以及反馈强度和表面深度的关系。结果证明该方法的可行性．研究结果对系统参数设计具有参考价值。     

基于激光入射光斑识别的非接触式波高测量

为了实现水工物理模型实验中波高这一重要参量的高精度测量,提出了一种基于激光入射光斑识别的非接触式波高测量方法。构建了波高测量装置的图像成像几何关系模型,研究了波高测量装置主要参数的确定方法。根据激光入水二值化图像特征构造了激光入水特征模板,提出了激光光斑动态跟踪算法。最后,根据确定的结构参数与图像传感器参数,搭建了实验装置,对波高传感器进行了标定,并利用标定曲线对电动位移平台模拟的波浪进行了测量。实验结果表明:实测位移与电动位移平台设定的位移基本吻合,最大误差仅为0.65 mm。该方法基本满足水工物理模型实验波高测量的高精度、非接触与高动态性等需求。     

超声多普勒谱修正的油水两相流流速测量

针对水平管道油水两相流流速的无扰动测量问题,提出一种基于超声/电学双模态传感器的流速测量方法。测量系统由连续波超声多普勒传感器和基于电容与电导的电学传感器构成,分别用于获取两相流流速和分相含率。由于连续波多普勒的测量区域集中于管道中心,受流速剖面、含率分布影响,所测得流速并非流体的总表观流速。在假设含率分布满足高斯分布的前提下,建立相含率加权的多普勒能量谱模型,将含率分布的影响因素引入总表观流速的测量,并建立总表管流速和分相表观流速的计算模型。在试验基础上,分别确定水连续和油连续时总表观流速计算模型的参数。试验表明,通过模型计算出的表观流速与实际测量的流速能够较好吻合,总表观流速的相对误差小于6.32%,分相表观流速的方均根误差小于5.64%。     

双曲度扁壳拉深件面畸变的实验研究

以矩形双曲度扁壳为模型，研究了其拉深件面畸变分布、评价方法及形成机制，得到了压边力、型面曲率半径(凸模弦高)、板料厚度、材料性能、拉深筋对面畸变的影响规律，为面畸变的工程控制提供了基本依据。     

面向复杂曲面产品的模型检测技术研究

在分析已有模型检测技术的特点及其弊端的基础上,提出了曲面产品的模型检测技术.对该技术的具体实施步骤进行了研究,并通过分析总结出该技术的优点.最后通过应用实例验证该技术可提高模具的制造效率,节省模具生产后的修模时间.     

基于机器视觉技术的研磨表面粗糙度检测

为了对研磨表面粗糙度进行快速在线检测,基于机器视觉技术提出了一种研磨表面粗糙度检测方法,建立了研磨表面粗糙度评定参数体系。该方法利用CCD提取粗糙度Ra在0.012～0.1um之间的研磨表面图像,运用中值滤波、图像边缘增强和图像二值化等对图像进行预处理,然后通过图像特征参数提取研磨表面粗糙度信息,包括灰度均值D和均方根差Sq。试验结果表明,在入射角一定的情况下,入射光越强,D和Sq对粗糙度的变化越敏感;在入射光强一定的情况下,入射角越大,D和Sq反映粗糙度变化的效果越好;与Sq相比,D对于入射光强和入射角的变化更不敏感,具有更强的稳定性。利用图像参数评估研磨表面粗糙程度的最佳实验条件为:入射角70°、入射光强2.0×104lux以上。     

基于多波长散射光特性的铝合金超精密车削表面粗糙度测量方法研究

针对超精密车削表面,提出一种基于多波长散射光特性的表面粗糙度测量方法,以铝合金为例对该方法进行验证。首先建立超精密车削表面形貌—散射光模型并开展验证实验,定量实验结果证明建立的散射光模型平均误差仅为1%。基于散射光模型研究刀痕纹理方向、刀痕宽度(每转进给量)和刀痕高度(表面粗糙度峰谷值)对镜像光反射率的影响,研究结果证明表面粗糙度是影响镜像光反射率的关键因素。在此基础上进一步建立300～700 nm波长范围内镜像光反射率平均值和表面粗糙度之间的定量关系,基于超精密车削表面的测量结果对该定量关系进行验证。所提出新方法获得的粗糙度测量结果与原子力显微镜测量结果吻合,最大相对误差仅为7.5%。     

梯度辟水涂层表面上的流动分析

基于对荷叶表面辟水性能的仿生，首次提出了表面张力梯度的新型表面设计，并分析了液滴在这种梯度表面上的运动过程，得到了液滴运动速度与位移随时间的变化规律。研究结果表明：在表面张力各向同性表面的流动速度为零，而液滴在梯度表面上的运动速度在0．2s的时间内就可达到20m／s以上，液滴的运动特性与在各向同性表面显著不同；通过涂层材料设计可获得表面张力梯度涂层，这种涂层在防雨衣、鱼雷与汽车挡风玻璃等产品中有重要应用价值。     

基于三坐标测量机自适应测量的自由曲面逆向

自由曲面的精确测量和重构是决定具有自由曲面特征的零部件复现精度的重要因素,传统逆向中测量与重构是相互独立又不能有效评估的。为提高自由曲面测量速度和重构精度,基于三坐标测量机(Coordinate measuring machine,CMM),提出自适应测量的曲面重构方法。测量过程中,通过不断拟合样件上已测点,预算待测点及其测量矢量,指导CMM自动采集曲面上数据。由点云拟合自由曲面模型后,检验拟合模型上点与样件上相应点的误差;若误差偏大,则在测量点云中加入检测点后重新拟合曲面,进一步检测重拟合实体模型直至满足精度要求,得到精准数据点和精致的自由曲面模型。辅以计算机图形可视化实例验证本法,测量精度及其重构精度可达μm级,具有自由曲面特征的零部件整个逆向周期呈数量级下降,算法鲁棒性强。     

A Novel Approach for Warhead Fragments Velocity Measurement Based on Laser Screen

The velocity of warhead fragment is key criteria to determine its mutilation efficiency.We have designed an optoelectronic system to accurately measure the average velocity of warhead fragments.The apparatus including two parallel laser screens spaced apart at a known fixed distance for providing time measurement start and stop signals.The large effective screen area is formed by laser source,retro-reflector and large area photo-diode with a central hole.Whenever a moving fragment interrupts two optical screen,the corresponding photometers senses the event,due to partial obscuration of the incident energy.Experiments have been performed to measure velocity of the different kinds of projectiles and fragments within various size and velocity ranges,including 7.62 mm bullet shooting experiments,prefabricated steel-ball exploding experiments.They were proved that the system is adequate to measure the velocity of larger than 5 mm,less than 1 000 m/s in the range,when fixed trajectory,test the velocity of the projectile average relative deviation is less than 4.21%.The system can perform satisfactorily with a lot of advantages such as larger effective light screen area,quick response speed,low uncertainty,strong repetition and reliability,etc.     

一种基于声线理论的声速剖面反演技术的研究

本文讨论了采用声线理论反演声速剖面中所涉及的一些主要问题，例如声线模型，声线方程的求解方法，寻找特征声线的方法，声线传播时间计算方法，到达时间差的获取，时延估计方法，声速剖面的反演，声速剖面的经验正交函数的表示，拷贝时间差的获取，反演代价函数确定及EOF系数的确定，EOF的正交函数的确定和获取背景声场平均声速的获取，海洋环境的模型选取。