气流场ESPI载频条纹图的消噪处理与相位提取方法

为拓展ESPI方法在流动可视化测量技术中的应用,对气流场ESPI载频条纹图进行了傅立叶变换、数字全低通滤波,和傅立叶逆变换的处理以消除散斑噪声,并直接将其替换为原散斑相关条纹图,进而成为保留了流场信息的高对比度、低噪声的灰度条纹图,便于提取原散斑图中流动相位信息.根据模拟数据确定了由这两种条纹图互换所引起的空间相移量和相应流场测量中的修正量.提出了用灰度扫描法对互换后的条纹图进行一维灰度扫描,由灰度计算得出气流扰动的一维相位差分布和流场一维温度分布;同时也用FTP法对该图进行了二维相位展开和温度分布计算,亦可对多帧条纹图进行时间轴上的逐点相位提取以计算其他流场参数.结果表明,计算数据与实测符合,方法简单易行,为在气流场参数测量中应用动态ESPI方法提供了一种实用有效的方法.     

相移电子散斑干涉法测量面内变形

叙述了相移式电子散斑干涉法测量面内变形的原理、电子散斑图的计算机处理方法及测量例．采用分段多次测量可以扩大面内变形的测量范围，和一般电子散斑干涉术相比，相移式电子散斑干涉法提高了相关条纹位相的计算精度，因而提高了面内变形的测量精度，并可得到面内变形的三维立体图．     

基于电子散斑剪切干涉技术的振动检测研究

为实现物体振动的测量,将频闪照明和电子散斑干涉技术相结合测量物体振动,利用比被测物体振动周期短的脉冲激光照明物体,将物体在一个振动周期内的两个位置当作双曝光静态变形来处理。采用虚拟仪器软件LabVIEW控制同步信号,以四周固定的矩形平板为测量对象,得到了激振频率为100Hz和200Hz时的干涉条纹图。实验结果表明该系统结构简单且具有很高的同步精度。     

基于PDE的错位ESPI无损检测方法与系统实现

设计并实现了电子散斑干涉无损检测系统,搭建了错位电子散斑干涉光路.采用基于偏微分方程的电子散斑干涉信息提取技术对采集到的散斑图像进行处理,结合条纹图自身的方向信息,利用偏微分方程提取电子散斑干涉条纹图的中心线并进行相位插值,得到物体的变形信息,从而实现无损检测.实验结果表明:本文方法提取的相位平均误差在2%以内.     

实时数字错位散斑条纹图的对比度增强技术

提出并讨论了实时数字错位散斑条纹图对比度增强的几种新方法.这些技术结合VIGP—2M彩色图象采集卡编制成应用软件,从而实现了条纹图的实时增强处理,使其在应用中得到清晰的条纹图.文中还给出用这些技术处理后的实验结果.     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时,因变形前后散斑场失配,相关性消退,干涉条纹严重退化,导致体现变形的相位信息无法准确获得.针对该问题,将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中,由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场,用数字的方法将失配散斑场进行再对准,使干涉条纹恢复.用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移,再与散斑相关所得的面内位移场相结合,可以求得物体三维位移.最后,对周边固定、中心加载典型试件进行了测量,结果表明该方法是合理可行的.     

激光散斑位移测量方法研究

激光散斑测量法是在全息方法基础上发展起来的一种测量方法,这种方法具有很强的实用价值。散斑位移测量不仅可以实现离面微位移的测量,也可以进行面内微位移测量。主要是对面内微位移进行了测量研究,利用设计的测量系统将物体发生位移前后的散斑图由CCD记录下来,分别用数字散斑相关法和散斑照相法对散斑图像进行了分析处理,并得出了相应的结论。最后,对以上两种测量法的特点和测量误差产生的原因都作了简单的分析和比较。     

改进的电子散斑干涉法

电子散斑干涉法在处理大面内位移物体时，因变形前后散斑场失配，相关性消退，干涉条纹严重退化，导致体现变形的相位信息无法准确获得，针对该问题，将二维数字散斑相关法引入电子散斑干涉法中，由散斑相关法探测导致散斑失相关的二维面内位移场，用数字的方法将失配散斑场进行再对准，使干涉条纹恢复，用离面位移敏感电子散斑光路得到离面位移，再与散斑相关所得的面内位移场相结合，可以求得物体三维位移，最后，对周边固定、中心加栽典型试件进行了测量，结果表明该方法是合理可行的。     

电子散斑的递归滤波技术

分析研究了电子散斑(ESPI)滤波处理的一种新方法——递归滤波法,并且编制了相应的图象处理软件。实验表明,该方法对电子散斑条纹图和电子错位散斑条纹图有极佳的滤波效果,而且处理速度快,实用性很强。     

基于SPI的三维物体变形测试

本文在SPI测量变形物体三维位相的原理上,选用马赫-泽德干涉系统,提出了用一个干涉图法,实现了散斑干涉图三维位相测试的新方法。用CCD分别接收物体变形前后的散斑图,将两幅散斑图相减得到变形物体的散斑干涉条纹图。应用MAT LAB软件编程对散斑干涉图进行二维FFT运算,获得变形物体的三维位相。由三维位相分布可以判读物体的三维变形,进而为后续分析物体的三维应力奠定基础。实验表明,该方法简单、速度快,一个干涉图法可减少震动对测试结果的影响,精度容易达到λ/10。     

水声信号的光纤DSPI检测

以光纤数字光斑模式干涉仪(DSPI)为基础,配以等离子耦合器阵列(PCD)和快速数字信号处理机(DSP)等设备,构成水声信号的检测系统．在水声压作用下,干涉仪的信号光和参考光产生相位差,形成干涉光的波纹地图,PCD阵列摄取该波纹图给DSP,处理机执行程序,由光强差之和算出相位差,从而测得水声信号压强．实验证明,光纤DSPI方法检测信号,可以简化电路、降低电子噪声,具有花费较低、相位分辨率高、结构灵活的特点．     

DSCM在中温环境下SnSb8.5焊丝变形测量中的应用研究

研究了无铅中的一种SnSb8．5焊丝的力学性能，它是大变形材料并且在中温环境下进行应变测量，因此，普通引伸计不适用．在此，介绍了一种非接触式的应变测量方法——数字散斑相关法（DSCM）．DSCM有着全场、非接触、高精度和易操作方面的突出优点，将DSCM应用于中温环境中SnSb8．5无铅焊丝的应变测量．首先用实验验证了此方法的可行性，再将其应用于中温环境中SnSb8．5焊丝的力学性能测试，并成功得出了应力应变数据，为无铅材料的推广应用提供了理论依据．     

数字示波器静态校准的混沌方法研究

为了提高示波器静态测量精度,实现自动校准,2维Henon映射混沌测量模型测量信号幅度.通过选择模型参数和初始值,调整混沌阀值,实现高精度校准.同时,构建了变参数的混沌检测模型和测量算法.该算法不需要判断混沌系统从混沌状态变为稳定状态,减少了计算负担,将其作为数字示波器校准算法嵌入到示波器函数库中,改变了传统的校准方法,提高了校准性能.实验结果表明,该方法比采用传统算法测量结果好,分辨精度高,具有很好的应用性.     

力学不均匀性对焊接接头拉伸性能的影响研究

为了研究焊接接头力学不均一性对单向拉伸性能的影响,本文采用数字散斑相关方法（DSCM）研究了纯铝激光-电弧复合焊焊接接头在拉伸过程中的局部变形行为,获得了母材、热影响区和焊缝区的应变分布情况,发现应力43.6MPa时熔合线附近的热影响区首先进入屈服阶段,并且随着荷载的增加,总应变迅速增大,热影响区真实应变远大于名义应变,并导致最终断裂。硬度测试结果显示热影响区出现明显的退火软化现象,硬度最低,使其成为焊接接头拉伸过程中最薄弱区域。基于能量法和硬度测试结果提出了纯铝焊接接头各区域屈服强度的预测模型,预测值与实验结果吻合良好。     

数字散斑相关方法的原理及土木工程应用简介

数字散斑相关方法(DSCM)是一种全场、无接触、高自动化和高精度的光学变形测量方法,与其它变形测量技术相比数字散斑相关方法有其独到的优越性能。经各研究学者不断的研究改进,数字散斑相关方法的理论逐渐完善,作为一种固体材料表面变形测量方法,在固体力学的实验中广泛应用,同时在土木工程变形测量中得到较快的发展。本文对该方法的基本原理、模型及决定测量精度的因素进行了简单介绍,同时对其在土木工程中的应用进行了概述。     

机床主轴回转精度数字测量法及其仿真

机床主轴回转精度是衡量机床性能的一个重要指标。在传统的主轴回转精度的测量方法中,由于要采用基圆发生器,导致测量方法复杂,数据处理困难,并且很难进行各机床间测试结果的比较。数字式测量法采用信号分析的方法,消除了测量基准球安装偏心,省去了基圆发生器,用算法产生基圆。作者论述了数字式测量法的原理并用计算机进行了仿真。     

High-Precision Wideband Phase-Derived Velocity Measurement for Micro-Motion Extraction

A phase-derived velocity measurement method is proposed in a wideband coherent system, based on a precise echo model considering the inner pulse Doppler effect caused by fast moving targets. The Cramer-Rao low band of velocity measurement precision is deduced, demonstrating the high precision of the proposed method. Simulations and out-field experiments further validate the effectiveness of the proposed method in high-precision measurement and micro-motion extraction for targets with weak reflection intensity. Compared with the long-time integration approaches for velocity measurement, the phase-derived method is easy to implement and meets the requirement for high data rate, which makes it suitable for micro-motion feature extraction in wideband systems.     

高精度测频系统设计

高精度频率测量技术在许多领域都占据着十分重要的地位,常用的测频方法精度低,不能满足高精度测量的要求.采用分频段、多周期同步测量和游标内插法相结合的方式,设计了测量范围在0.1Hz～5MHz内的高精度测频系统.重点介绍了游标内插法基本原理,根据其工作原理设计了测量电路.电路仿真和误差分析表明该测频系统有较高的测量精度,且采用游标内插法可使系统的测量精度提高2个数量级.     

航空发动机叶片型面测量技术研究现状与趋势

为了进一步研究国家制造领域的前沿课题和研究热点,例如航空发动机叶片多为强扭曲、薄壁、自由复杂曲面,其检测、特别是生产现场的检测,全面分析了现行叶片常用测量方法的原理及技术特点,总结凝练了叶片测量的关键技术,指出高精度、高效率、全信息、一体化是叶片测量的基本要求和发展趋势.讨论了中国在测量基础理论研究、装备关键技术开发上与国外先进国家的差距,并指明了中国需要着重发展的技术与对策.分析表明:中国航空发动机叶片目前还缺乏有效的测量手段,通过原理创新,为解决叶片精度检测找到可行的办法,具有现实紧迫性.基于整体误差分析理论的新型叶片测量技术方案,实现了叶片全部质量信息的快速获取、质量评定和工艺误差分析,具有良好的发展前景.     

基于单目激光的小球冠形球面参数测量方案研究

针对已有检测方法无法满足小球冠形构件表面形貌轮廓高精度测量需求的问题,提出基于单目激光头的小球冠形构件形貌轮廓精密测量方案。设计1种用于测量高精度小球冠形构件表面形貌轮廓的检测装置,采用基于共基面原理的两自由度高精度气浮定位平台减少定位误差;对得到的球面点坐标采用最小二乘法拟合球面半径,在拟合过程中改变目标函数,将拟合计算转化为求解广义特征向量。结果表明采用提出的测量方案检测小球冠形构件表面形貌轮廓可获得较高的测量精度。