脉冲氙灯瞬态放电特性实时检测

随着惯性约束核聚变（ICF）的发展,对激光驱动器提出了很高的要求。本文研究了脉冲氙灯瞬态在线检测系统对脉冲氙灯放电电压、电流和发光强度进行实时监测的方法和系统的结构,结合氙灯的瞬态放电特征,利用光电隔离、光纤传输、高速A／D采样等技术,获取氙灯瞬态放电 数据。有效的实现了弱电系统对强电系统的远程测控,为大型激光驱动器能源系统的自动测控打下良好的基础。     

高功率密度光纤激光元器件传输特性测试系统

为了提高高功率密度下光纤激光元器件传输特性测量精度,采用基于光纤标准测试方法的双光路测量结构,设计了自动光功率比测量系统。对双光路系统的特点进行了理论分析和实验验证。利用固体微晶片激光器作为光源输出,建立了折射率匹配法传输特性测试仪实验装置,对掺镱双包层光纤的传输损耗特性进行了测量。实验中测得35m长掺镱双包层光纤对1064nm光的插入损耗为2.645dB,测得100组数据对应的标准偏差为0.026dB。并在不同的条件下进行了多次重复实验,重复测量误差不超过0.07dB。这一结果对于提高光纤激光元器件测试精度是有帮助的。     

雷达天线实时变形测试系统

提出了通过加速度传感器来建立雷达天线阵面工作变形的实时测量系统，该系统避免了激光测量法中基准不稳定影响测试精度，和采用位移传感器直接测量无法消除基础位移等问题，并通过试验测试验证了频域数字积分的精度，解决了测试数据通过高频汇流环进行数据实时传输等问题，为实时把握天线阵面变形对电性能的影响和改进天线阵面的结构设计提供了科学依据。     

激光非接触式大尺寸内径自动测量系统

为了解决大孔径的高精度检测问题,介绍了一种激光非接触式大尺寸内径自动测量系统。该系统具有灵活可控的运动机构、稳定可靠的定心机构、同步伸缩的支撑机构、对称协调的扫描机构,可实现轴向自动行走、高精度同轴定位和快速扫描测量。高可靠性的控制系统和无线传输模式使其实现了远距离的实时控制和可靠性测量。高精度的温度采集模块实时监测环境温度的变化,便于温度补偿。以VC++为平台的上位机软件,集数据处理与实时显示于一体,操作极其方便。另外,该系统采用相对测量原理、高精度激光位移传感器与标定好尺寸的测量臂相结合,使系统测量范围达到Ф580～998 mm。高精度的激光位移传感器实现系统的非接触式内径测量,测量精度高。通过对比实验和现场实验对系统的测量精度和重复性进行了验证。结果表明:系统的测量精度与FARO激光跟踪仪测量结果比较差值小于6μm,现场测量重复性精度小于7μm。能够实现管道内径几何参数的测量和管道表面的几何评估及校正。     

网络式温湿度监控系统研究

提出一种基于网络的温湿度监控系统方案,选取Scnsirion公司生产的数字温湿度传感器SHT75实现温湿度测量．测量精度可编程调节,控制湿度检测精度在±4％以内,温度检测精度在±0．4℃以内;采用模糊控制技术监控温度和湿度,减少了系统的状态切换;采用ASP．NET和AJAX及VML等技术相结合实现温湿度的网络监控,实现了Internet环境的远程监控与管理方案,以及传感器测量数据的异步传输,使系统的响应速度提高了20％,对于存在多个节点和测量频率较高的领域,这种方法更能显示其优势。     

激光视觉传感器的机器人焊缝高精度跟踪系统

以提升焊接机器人焊接精度为目的，设计激光视觉传感器的机器人焊缝高精度跟踪系统。由工业相机和激光传感器、焊接机器人等组成系统硬件架构，获取焊缝激光光源后，将其传输至激光图像传感层。采用激光图像传感器对焊缝激光光源图像进行物理滤波处理，使用工业相机拍摄焊缝激光图像。提取焊缝激光图像特征，依据其特征点位置对焊接机器人进行手眼标定，获取焊接机器人校正向量并将该向量输入到机器人运动控制层内的焊缝跟踪程序内，利用该程序不断修正焊接机器人跟踪行为并向接口电路电机驱动器发送控制跟踪命令，实现机器人焊缝高精度跟踪。实验结果表明：该系统具备良好的启动性能，对焊机机器人手眼标定径向畸变、切向畸变数值均较小，跟踪不同类型焊缝的最低偏差数值仅为0.01 mm,跟踪精度高。     

一种火炮身管内径测量系统优化设计

在基于激光三角法的火炮身管内径测量系统设计中,通过定心算法和数学关系式推导得到的被测身管截面圆心位置和内径。但实际测试过程中,发现测量结果存在定心不准、精度不足,特征缺失的问题。针对该情况,采用一种中位值滤波53H算法对采样点的粗大误差数据剔除处理以及三次样条插值法对数据量进行扩充,提高了数据精度,保留了特征情况。实验表明,优化后的系统具有测量稳定性强、定心准确、内表面特征还原程度高等特点,满足实际应用需求。     

基于激光测距技术的车辆宽高检测系统的设计

为实现高速公路车辆超宽超高治理工作的自动化、智能化,设计了一种基于激光脉冲测距技术的智能车辆宽高检测系统。系统采用LMS二维激光测距传感器,在新型高性能微处理器的控制下,对车辆轮廓进行高速动态扫描,将所接收到的实时数据进行分析处理,实现对行进车辆的宽高检测和超限声光报警。实验结果表明,系统测量精度为±0.15 m,测量准确率达到95%,系统性能满足高速公路管理部门对于车辆宽高超限检测的要求。     

基于激光陀螺的捷联惯性导航系统工程实现技术研究

本文对利用激光陀螺构成的激光捷联惯性导航系统工程实现的关键问题进行了研究，从工程化观点出发，给出了系统的硬件实现原理图。针对激光IMU具有较高测量精度的特点。在系统算法上研究针对性的误差建模和补偿技术，并采用了高效的捷联惯性导航系统算法，针对采用机械偏频技术克服激光陀螺仅固有测量锁区所引入的周期性干扰信号。提出了采用离散傅立叶变换进行频谱分析并设计相应的数字滤波器削弱或消除干扰信号。实际跑车实实验结果表明，上述的激光捷联惯性导航系统的设计思路是可行的，设计的系统性能能够达到预定的要求。     

基于相位调制的单次曝光波前测量在高功率激光驱动器中的应用

基于相位调制的迭代算法被用于高功率激光驱动器的波前在线测量和大口径光学元件的离线检测,该算法只需要单幅衍射光斑和一块分布已知的随机相位板,利用图形处理器(GPU)硬件加速后可在30 s以内完成迭代计算,并且集成后结构紧凑,基本可放置于高功率激光驱动器的任意位置。基于该方法完成了焦斑预测和对比实验,在现有高功率激光驱动器中对种子光的波前分布进行了在线测量,同时实现连续相位板(CPP)的离线检测。相关实验表明,该算法能够用于解决高功率激光驱动器中焦斑预测、波前在线恢复和大口径光学元器件检测的问题,具有广泛的适用性,适用于高功率激光驱动器的波前测控系统以及作为元件检测的新方法,对于激光驱动器的发展具有十分重要的实际意义。     

大功率激光光束聚焦光斑功率密度分布直接测量仪的研究

针对激光加工大功率激光功率密度分布测量的要求 ,采用空心探针扫描采样测量法 ,提出并建立了被测激光经探针小孔、探针内通道传输的数学物理模型 ,经计算 ,给出了包括探针微孔孔径、探针内通道尺寸、系统采样点数等系统参数 ,设计了新的测量系统 ,实现了对大功率激光光束、聚焦光斑功率密度分布的直接测量 ,测量结果与理论计算相吻合。测量仪能对CO2 激光和YAG激光进行直接测量 ,测量的功率大于 10kW ,功率密度大于 10 7W /cm2 ,测量激光光束的最大直径为 6 0mm ,激光聚焦光斑的直径小于 0 5mm。     

功率器件瞬态热特性的激光探针无损测试

报道了一种弱相于激光干涉测温方法．以１．３μｍＩｎＧａＡｓＰ半导体激光为微探针．实时测量了功率晶体管内部结点的瞬态热特性，该方法具有响应速度快、完全非侵人性、空间分辨率高、测温范围广等优点，适合于测试Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等材料的功率电子和光电子器件的瞬态热特性．     

一种数字控制电感测量仪的设计与实现

设计了一个以芯片STM32F407ZGT6为控制核心的数字式电感测量仪,可以对正弦信号源、电感Q值以及电感值实现精确测量。系统硬件电路主要由电源供电电路、信号产生电路、信号调理、测量电路、数据采集与处理以及人机交互等模块组成,其中信号调理电路采用高速运放进行放大和阻抗变换,调节信号幅度的同时保证各级的输入输出阻抗,以达到最高的测量精度。测量电路采用谐振法测量回路谐振频率,然后用伏安法测量可变电容当前值,再通过谐振频率和电容值计算得到被测电感的Q值和电感值。最后经过测试,系统实现了输出范围达50～40MHz 的正弦信号源,测量误差优于0.1%,并且对电感Q值和电感值的测量误差均小于3%。     

固体激光远场瞬时光斑时空分布测量技术

基于漫透射CCD成像法原理,建立了固体激光瞬时光斑时空分布测量系统。开展了该测量方法的可行性验证实验,能够精确地获得激光远场光斑图像,并运用Matlab软件对测量数据进行处理,得到激光远场光斑半径、光束质量、质心位置、光轴抖动、光强分布以及平均功率密度等参数。实验结果表明:利用漫透射CCD成像法测量固体激光远场瞬时光斑时空分布是可行的,测试系统采集频率可达120 Hz。该方法具有高分辨率、高帧频、低成本、使用方便的突出优点,能同时实现激光强度分布和功率的测量,测量功率误差小于2%。     

固体发动机羽烟的激光透过率动态测试

文章分析了固体发动机羽烟对激光的衰减原理,提出了采用双光源透射法对固体发动 机羽烟透过率进行动态测试的方法,介绍了1064nm激光羽烟动态测试系统的结构和光电检测原理。经实验标定,测量误差达1%,通过现场测试表明,该系统满足了发展低特征信号推进剂研究的需要。     

基于FPGA及LVDS的大尺寸测量系统设计

目前CCD成像物体尺寸测量系统中存在大物体尺寸测量精度低、抗干扰能力弱、控制复杂且成本高等问题;因此,设计了一种基于FPGA及 LVDS的具有抗干扰能力的大物体尺寸测量系统。该系统通过自扫描光电二极管列阵(SSPD)完成数据采集,经过A/D量化后经由LVDS芯片传输,完成信号噪声的滤除,然后由FPGA调用内部IP核对数据进行缓存,最后将数据传送到上位机进行实时显示。实验结果表明,该系统具有较强抗干扰能力、高速处理能力并且操作简单、成本低,同时实现了对大物体尺寸测量且具有较高精度。     

大功率激光光束光斑参数的测量

本文针对激光加工大功率激光光束光斑质量诊断的要求,对热电探测器的响应时间、增益和信噪进行了分析,设计了一种新的光电转换电路,实现了对大功率激光功率分布的检测。此光电转换电路适于采用热释电探测器需快速响应。     

基于机器视觉的嵌入式铝合金激光除漆检测系统

针对自动化激光除漆领域铝合金表面除漆质量无法快速检测这一问题,设计了基于机器视觉的嵌入式铝合金激光除漆检测系统,嵌入式系统采用工业相机实时采集工作画面;基于Wi-Fi(wireless fidelity)无线模块,通过RTP(real-time transport protocol)和UDP(user datagram protocol)协议实现了工作画面的实时传输,通过TCP(transmission control protocol)协议实现了指令与检测数据的可靠传输;利用机器视觉算法实现了除漆不合格区域的准确检测,实际测试表明,嵌入式激光除漆检测系统能够稳定地传输工作画面、指令与检测数据,可快速、高效地识别除漆不合格区域,检测准确率94%以上。     

基于双目视觉的接触网几何参数测量系统

接触网是在电气化铁路中沿钢轨上空之字形架设的,供受电弓取流的高压输电线,其担负着把从牵引变电所获得的电能直接输送给电力机车使用的重要任务。针对传统的接触网几何参数测量方法中测量效率低下、精度不高的问题,设计了一种快速、高精度测量系统。系统基于双目视觉测量原理,由指示激光器进行特征指引,通过两台高分辨率摄像机采集测量特征并进行图像处理和三维解算,实现接触网几何参数的实时测量。实验结果表明:系统测量的重复性精度可以达到1mm,实现了接触网几何参数的实时、可靠测量,为接触网的日常维护与检修提供了理论依据。