基于半导体控温的高精密低漂移测温系统

针对绝热加速量热仪对样品微弱放热的检测需求,设计了一种基于冷端及测量电路半导体恒温控制的高精密低漂移热电偶测温系统。系统采用低噪声仪用放大器ISL28634及32位高分辨率模数转换器AD7177-2实现热电偶信号数字化采集;通过高灵敏度NTC热敏电阻进行热电偶冷端测温补偿;利用半导体制冷片针对性控制模拟电路部分温度,使其工作于恒温稳定状态,抑制电路测温漂移。实验结果表明,系统在0~450℃范围内测温精密度优于±0. 005℃,2 h内平均每min测温漂移优于±0. 000 5℃。同时,将该系统应用于绝热加速量热仪,可有效提升仪器热安全评价指标——起始反应温度检测准确度。     

基于激光热成像的铁氧体裂纹检测

铁氧体裂纹缺陷的位置和形态对其性能有不同程度的影响,现有的检测方法不能同时满足远距离、非接触的直观反应缺陷情况的需求。将基于激光热成像缺陷检测方法用于铁氧体工件检测,分析了激光扫描路径平行裂纹时的试样表面温度分布规律,提出了延时对称点温差的表征裂纹方法,将该方法与垂直裂纹扫描时的扫描路径上最高温的方法相融合,并将该方法用于检测真实的铁氧体裂纹。检测结果可更直观清晰的显示出铁氧体试样任意角度的裂纹的位置和形态。     

齿轮视觉检测中的尺度与方向相关性联合降噪

建立了小模数齿轮视觉检测系统用于小模数齿轮的工业测量。针对该系统在标定过程对图像降噪的需求,提出了基于Curvelet变换的域尺度与方向相关性联合降噪算法。首先,介绍了Curvelet变换的原理和过程;根据齿轮自身的对称性特点提出了利用尺度和方向间相关性的联合降噪算法,并计算了对应的参数。然后,比较了不同噪声情况下该算法的处理效果。最后,同3种常见的降噪算法（高斯滤波,小波降噪,普通的Curvelet阈值降噪）进行了比较。结果显示：经相关性联合降噪算法处理后的峰值信噪比（PSNR）优于高斯滤波6 db以上;优于小波变换降噪3 db以上;优于阈值降噪8 db以上。处理结果表明：提出的算法可较好地保持齿轮边缘效果,可满足小模数齿轮视觉检测系统后期摄像机自标定图像质量的需求。     

基于有限元分析的电容式孔径测量传感器的设计方法

孔径测量是测量领域的关键技术之一,本文在阐述小孔孔径电容法测量的基础上,建立了测量机构静电场的数学模型,利用有限元法对不同半径的测头和被测件之间形成的三维电场和电容进行了分析、计算,得出了位移一电容的输出特性曲线,最后给出了传感器测头设计的方案。     

基于初始磁导率的铁氧体裂纹检测

铁氧体是电子电路中广泛使用的抗干扰元件,生产中应力引发的内部缺陷裂纹严重影响其电气性能。其传统检测方法准确率低、速度慢,难以满足产品的快速检测需求。将基于初始磁导率的缺陷检测方法运用于铁氧体工件的检测,对检测传感器进行优化,使之能够在微小激励下获得准确的输出响应。对改进前后的传感器进行了对比实验,分别就其结构、尺寸、磁导率等参数进行了针对性分析,证明了该检测方法和参数优化的有效性。     

面向现场检测的红外无线传输系统及其性能研究

针对危险化学品系列检测设备的现场检测安全性、数据传输和远程控制需求,建立了基于红外通信的低成本和低复杂度的无线传输系统.在简述其组成结构的基础上,设计了用于现场检测的无线传输节点的硬件和软件,并根据危险化学品现场检测数据传输和控制特点,实验并分析了波特率、红外载波占空比、发射管峰值电流对传输性能的影响关系.结果表明,红外无线传输参数中的波特率为2 kbit/s、占空比为45％、发射管峰值电流为140 mA时,现场检测传输控制效果最好.     

单DC/DC升压型便携式PECT电源系统设计

为进一步满足脉冲涡流热成像(PECT)现场检测的应用需求,提出一种改进型"锂电池+超级电容"复合结构供电的便携式脉冲涡流热成像电源系统.通过分析两种串联式拓扑结构,采用"单DC/DC升压"结构来提升系统功率输出能力,同时搭建便携式检测系统,并详细介绍了激励电源控制策略,对便携式系统样机实验平台进行实验验证.实验表明,便携式电源系统的最大输出功率为1.9 kW,连续工作时间为1.1 h,系统样机净重为8.4 kg,该系统设计可较好地满足现场检测的需求.     

基于SWBC变换尺度相关性的红外图像阈值降噪

针对传统图像降噪算法无法较好处理红外图像中的噪声问题,提出了一种基于SWBC(Stationary Wavelet-based Contourlet)变换尺度相关性的红外图像阈值降噪算法。本文分析红外图像信号和噪声在SWBC变换域各尺度上的能量分布特性,改进一般降噪算法对所有子带均进行处理的做法,只对高频子带系数进行降噪处理。同时为增加SWBC系数阈值判断的准确性,本文算法对每个系数设置不同的阈值,结合尺度相关特性,对系数进行双重判断。使用不同的含噪红外图像对本文算法进行检验。实验结果表明,相比于WBC尺度间硬阈值降噪、WBC尺度间自适应阈值降噪和WBC尺度相关性降噪,本文算法能获得更高的SNR提升,且SSIM值也更接近于1。     

ADC型高精密测温电桥非线性误差修正方法研究

针对ADC型测温电桥因电路结构复杂、集成度高、非线性误差来源多样,导致现有误差修正方法效果不佳的问题,提出了一种基于误差来源分析的修正方法。根据ADC型测温电桥原理定量分析了电路中运算放大器共模抑制比、正反向电流不匹配度对非线性误差的贡献,运用RBC开展了这两个误差源的最大似然估计及修正,并对剩余残差进行了多项式拟合,实现了非线性误差修正;基于自制ADC型测温电桥及RBC对上述修正方法进行了验证,实验结果表明:所提方法修正后的最大非线性误差为-1.77×10^-5,相对于传统非线性修正方法的最大非线性误差-3.57×10^-5有了显著提升。     

基于线激光正交扫描的电感微裂纹热成像检测

在检测铁氧体电感表面微裂纹时,传统机器视觉检测存在裂纹成像信噪比不高、准确率低等问题。为此文中搭建了一套基于线激光正交扫描的微裂纹热成像检测系统。通过热像仪记录试样表面温度变化并成像;采用次最大值滤波消除热成像图的非均匀性和边缘轮廓干扰,再利用多方向扇形滤波得到试样在不同方向上的灰度图;最后通过BP神经网络和形态学处理实现对电感表面微裂纹的定性检测。结果表明:基于两种规格共610个样品测试,所有裂纹和隐裂均正确成像;自动识别算法误检率5%,裂纹漏检率6%,隐裂漏检率10%。系统每5 s检测20~35个电感,可应用于生产中自动化品质检测。