基于条纹投射和正弦相位调制的表面形貌测量系统

基于条纹投射和正弦相位调制技术,提出了一种用于测量物体表面三维形貌信息的光纤干涉系统。通过杨氏双孔结构实现了条纹投射,并以余弦电压信号驱动压电陶瓷实现正弦相位调制。为了消除机械振动、温度波动等外部干扰,采用相位控制系统对相位漂移进行检测,并生成实时相位补偿信号。补偿后相位误差可达6.8 mrad,从而获得高精度的干涉条纹相位稳定度。对待测件的表面轮廓连续测量两次,时间间隔为10 min,测量重复度达到0.05波长。实验结果证明:该系统能够实现较高精度的表面形貌测量。     

单目立体视觉传感器的优化设计及精度分析

设计采用一台CCD摄像机和两组对称反射镜组合实现双目视觉功能的单目立体视觉传感器系统,建立了透视成像数学模型,详细分析了传感器的几何结构参数,例如组内两个反射镜之间的夹角、两组反射镜之间的夹角、反射镜间的距离、反射镜与摄像机的距离等对系统性能的影响并进行了精度计算,为立体视觉传感器的优化设计提供了理论依据.传感器结构紧凑、调节方便,适合近距离高精度测量,目前已成功地应用于正在开发的气液两相三维PIV测量系统中.     

变面积电涡流传感器带冠叶片振动测量

为实现对各种带冠叶片的振动的非接触式测量,提出一种基于变面积型电涡流传感器的带冠叶片振动测量技术。当转子叶片进行高速旋转时,叶片扫过电涡流传感器,会使感应面积发生变化,后接高速数据采集分析处理系统,将面积变化信号进行处理,从而获得带冠叶片振动参数。在某型汽轮机末级带冠叶片上进行振动试验,试验结果表明变面积型电涡流传感器测振技术可以在转子高速旋转的情况下,准确测量带冠叶片振动情况,得到振动的幅值和频率,可以应用在实际带冠叶片的振动测量中,为转子叶片健康状况评估提供依据。     

用于水听器线列阵的精密时钟同步方法

针对海洋水声探测时水听器间的数据采集同步问题,提出了一种全阵列精确同步的采集时钟产生与传递方法。采用独立的高精度主时钟、异步差分传输线和从时钟端的锁相环(PLL),实现了多节点长时间不间断工作方式下的同步采集,具有抗干扰能力强、同步性能好的特点。建立了时钟同步模型,详细分析了同步延迟的产生环节。通过电路实验验证了整个方案的可行性,在经过长度为18m的非屏蔽双绞线传递后,恢复的从时钟延迟不大于165ns,且与距离成线性正比关系。所提方法已经用于实际的水听器阵列数据采集系统,取得较好的效果。     

形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹测量系统

在基于双目视觉的三维轨迹测量中,双目同名点的高精度匹配是提高测量精度的关键。在狭长空间的近距离测量场景下,针对双目拍摄角度不同导致仅用形心法定位匹配的轨迹测量精度不高的问题,研制了一种形心匹配优化下的狭长空间近距离轨迹测量系统。首先,在仅用形心法对目标物体定位匹配的基础上利用极线约束投影进行双目形心的二次定位;其次,提出了一种基于距离和方法权重的灰度互相关方法进行双目形心的亚像素匹配;最后,通过卡尔曼滤波对于目标物体的三维重建运动轨迹进行滤波修正。实验结果表明：该轨迹测量系统通过对多方法组合优化,显著提高了狭长空间近距离条件下的轨迹测量精度,在128 mm的全量程测量范围内对纹理较好目标物体的平均轨迹长度测量误差为13.14μm,测量精度约为0.01%,相比于仅用形心法定位匹配,轨迹长度测量精度提高了94.3%。     

基于CPLD芯片的光栅信号细分模块的设计

针对光栅位移传感器信号设计了一种全新的硬件细分模块,在模拟细分基础上由一片CPLD芯片实现二次细分、辨向、计数、锁存和接口设计,可与计算机之间基于增强并行口EPP协议进行在线数据传输,该设计已经应用于大量程光纤绝对测距系统中.     

基于EPM7128的光栅位移传感器信号细分电路模块的设计

针对光栅位移传感器输出信号设计了一种通用可行的细分模块，将电阻链细分和逻辑电路细分结合，由一片CPLD芯片EPM7128实现二次细分、辨向、计数、锁存和接口设计，CPLD与计算机之间的数据传输基于增强并行口(EPP)协议，能够实现在线数据采集。在大量程光纤绝对测距系统中应用表明：该设计可完全满足精度要求。     

反射式光纤在高速旋转叶片振动测量中的应用

采用基于反射式光纤工作原理的新型光纤束式叶尖定时传感器,研制了涡轮机高速旋转叶片振动监测系统,能够高效地收集叶尖定时信号,配合后续的光电转换、数据采集和数据分析,实现了高速旋转叶片的实时振动检测.在现场高速模拟转子的实时监测实验中,该系统的工作性能良好,得到的结果与同时进行监测的应变片实验结果基本一致,分析的异步振动阶次和频率也基本符合,为发动机的在线监测奠定了基础.     

一种快速亚像素边缘检测方法研究

提出了一种新的亚像素边缘检测方法。此种方法先经过传统模板算子确定边缘的大致位置，然后用曲线拟合方法求出边缘的精确位置，经过粗、精两次定位，在不牺牲速度的情况下，就可获得亚像素级的定位精度。由于B－样条函数所具有的优越性能，该方法采用它作拟合函数。     

荫罩板孔形尺寸的视觉检测算法研究

荫罩板是彩色显像管的重要元件,其质量的好坏直接决定显像管的质量,本文论述了采用计算机视觉检测技术实现荫罩板高精度,全自动检测的方法,发展了一个具有亚像素级精度的边缘提取及几何尺寸检测的算法,经试验证明检测精度优于1μm。