基于单目视觉的激光光束方向标定研究

在由激光位移传感器组成的测量系统中,激光光束的方向是一个关键参数.方位角和俯仰角对于一条激光光束是最为重要的两个参数.本文中提出一种基于单目视觉的激光光束方向测量方法.首先,将CCD相机放置于基础平面上方,保持相机光轴与基础平面接近于垂直状态,并利用误差为10μm的圆孔型标定板建立单目定位模型.然后将激光光束发生装置放置在基础平面上并保持位置固定,同时在基础平面上放置特制靶块,使激光光束可以投射到靶块斜面上并形成一个激光光斑.在基础平面上方放置的CCD相机可以清晰的采集到激光光斑、靶块斜面的图像,应用相关算法提取出光斑质心的二维图像坐标.沿激光光束方向以相等间距移动靶块,通过CCD相机采集每移动一次靶块在当前位置下的光斑、靶块图像.利用相关的转换公式,结合靶块本身固有参数,将光斑质心图像二维坐标转换为基础平面下的空间三维坐标.由于靶块的移动,会得到靶块不同位置下激光光斑质心的三维坐标,将这些三维坐标拟合成空间直线表征待测激光光束.拟合直线得俯仰角即为待测激光光束的俯仰角.实验中,应用高精度仪器对靶块参数进行测定,并使用高精度标定板标定相机内外参数建立相应的定位模型.测量精度主要通过单目视觉定位精度、光斑重心提取精度来保证.结果显示,待测光束的俯角最大误差达到0.02°,光束间夹角的最大误差为0.04°.     

动态模板与互相关在激光三角测量中的应用

针对在激光三角法测量中,像点光强分布不规则变化导致质心法测量精度下降的问题,提出基于动态模板的归一化互相关函数法（NCC）计算像点位移。该方法将线阵CCD当前帧采集的像点图像作为下一帧图像的匹配模板,利用NCC法计算前后两帧像点的相对位移。以金属表面作为被测表面进行了实测,实验结果表明,动态模板的NCC法对像点光强变化具有较高的鲁棒性,测量精度为1%,绝对误差不大于6 μm。该方法相对于传统质心法在测量强反射表面位移时具有较大优势,对拓宽三角测量的适用范围有一定帮助。     

微波等离子体炬反应区的冷模测量与仿真

为了分析波导反应腔调谐参数以及微波源频率对等离子体反应区电场强度的影响,对2.45 GHz微波等离子体炬(MPT)的反应区进行了冷模测量实验,与专业高频电磁仿真软件(CST)电磁仿真进行对比,并通过热测实验验证。研究结果表明:冷模实验与仿真得到的各参数对反应区电场强度的影响规律相符,调谐最优值存在一定的偏差;该装置的能量辐射主要以磁耦合为主;在调谐圆柱总高度为45.21～50.04 mm时,反应区的电场强度较大;远离辐射孔时,微波能量迅速衰减。采用冷模实验得到的最优调谐参数,该波导装置在0.8～2.0 kW微波功率下成功激发开放稳定的氩气、氦气、氮气、空气等离子体炬。作为一种测量微波能量分布的方法,冷模实验可准确、有效地为大功率热测实验提供最优调谐参数。     

基于PLC和伺服电机的精密定位技术研究

针对擒纵轮视觉检测仪中对平面阵列点精确定位的实际需求,采用PLC和交流伺服电机实现了一种低速、高定位精度、低成本的二维运动控制,工作台定位精度达到微米量级.结合视觉检测特点,以视觉参考特征点,代替传统零点校正方法,实现检测仪自动零点校正.该仪器已运行于工业现场.     

SVG——一种支持可缩放矢量图形的Web浏览语言规范

该文介绍并探讨了在目前国际上一种最新的基于Ｗｅｂ浏览的图象图形规范,并从技术的角度分析了该规范的特点及其优点,同时给出了一个典型示例。     

均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器结构优化设计

随着电力系统安全可靠性和经济环保性要求的不断提高,亟需更换绝缘材料以提升油浸式配电变压器性能。基于传热学经典理论、油浸式电力变压器负载导则和采用高温绝缘材料的液浸式变压器设计和应用导则,针对采用新型绝缘材料的均匀高温绝缘系统油浸式配电变压器进行研究。根据新型绝缘材料与常规绝缘材料的性能差异,利用热对流经典理论对比均匀高温绝缘系统配变和常规绝缘系统配变的散热能力;依据导则确定不同绝缘系统油浸式配变的过载温度限值,改进得到适用于均匀高温绝缘系统配变的热点温度计算模型,对比均匀高温绝缘系统配变和常规绝缘系统配变在长期急救负载下的允许过载倍数,以获得二者的耐热能力差异;基于性能对比,提出均匀高温绝缘系统配变的结构优化设计方案,并计算由此带来的制造成本改变。结果显示均匀高温绝缘系统配变的散热能力约为常规绝缘系统配变的80.2%,但耐热能力可达到常规绝缘系统配变的119%。结论表明：可缩小均匀高温绝缘系统配变的绕组导线线径、铁心体积、箱体体积、减少绝缘材料用量,同时加宽其绕组油道和进、出口油径、增加散热器数量,即在更换常规绝缘系统油浸式配变绝缘材料的同时对其结构进行优化调整,可在总成本提高约34%的情况下将油浸式配变的耐温限值由140 ℃提升至170 ℃。     

硅脂环境下硅橡胶的吸收特性及其关键电气性能研究

电缆附件在长期运行过程中,其界面硅脂与绝缘硅橡胶直接接触使其逐渐被硅橡胶吸收,导致硅橡胶性能下降,甚至引发电缆附件界面问题。文中以附件绝缘硅橡胶吸收硅脂的增重试验为基础,研究不同温度下硅脂/硅油在硅橡胶中的扩散规律并获得相应的扩散参数;研究硅脂对硅橡胶体积电阻率、相对介电常数、介质损耗角正切值和工频击穿场强等电气性能的影响规律。结果表明,不同温度下硅脂/硅油在硅橡胶中的扩散规律服从Langmuir扩散模型;硅橡胶对硅脂/硅油的吸收能力随温度升高而增强,且硅橡胶内硅油分子的脱附过程更强;随着硅橡胶对硅脂吸收量的增加,硅橡胶的体积电阻率逐渐降低,相对介电常数和介质损耗角正切值逐渐增加,但其工频击穿场强呈先增大后减小的趋势。     

针孔对单轴法线跟踪式测量系统零位测量的影响

针对大曲率表面面形测量问题,提出一种单轴法线跟踪式测量方法。通过运用 Collins 公式,研究了倾斜角度对基于高斯光束测量系统的影响;通过理论分析和数值模拟,证明了在待测面倾斜的情况下,高斯光束与点光源作用下差动共焦系统的零位位置有明显不同;推导出高斯光束测量系统中针孔最佳尺寸和实际系统参数的关系,指出实验中波长为633 nm 测量系统的针孔最佳直径在20μm 到35μm 之间。     

高精度复合式测量中二维坐标统一方法研究

多测头坐标统一是复合式测量中的关键技术之一,根据多个测头对某一物件的测量值从而得到更加全面可信的信息.针对高精度复合式坐标测量中标准球作为多测头坐标统一标准器的不足,本文利用角度量块作为标准器实现了影像测头和接触式测头的高精度坐标统一.文中对比标准球和角度量块作为高精度复合测量中坐标统一标准器的优缺点,理论分析和实验结都证明通过使用角度量块作为标准器精度更高也更方便,且两测头在二维平面上能够实现高精度坐标统一.     

10 kV三芯交流电缆不同敷设情况下的直流化改造

交流线路的直流化改造可缓解城市部分线路供电压力过大的问题。为尽可能提高改造后电缆线路的功率传输能力,对改造后的运行参数即载流量和运行电压进行研究。文中以城市配电网常见的10 kV三芯交流电缆为例,对空气、直埋和排管3种敷设情况下的电缆进行直流化改造仿真研究。首先,依据温度场和电场仿真结果,得出3种敷设情况下电缆的直流载流量和合适的运行电压范围。然后,以仿真所得的载流量和运行电压为基础,分析电缆改造前后的最大传输功率。最后,对多回线路敷设时的温度场进行仿真。研究结果表明,3种敷设情况下,交流电缆直流化改造后,功率传输能力均有提升,且直埋敷设的提升效果最为明显。