使用多个线阵CCD-计算机系统实时监控多界面位置

本文提出一套多界面位置实时监控系统。该系统采用八个线阵ＣＣＤ像感器分别接收每个界面的光学图像。按照控制程序的设定，适时点亮界面的照明光源，同时驱动ＣＣＤ开始工作，并在采集完界面位置信息后，关掉照明光源及ＣＣＤ，以延长系统的寿命，实现长期连续工作。为了同时分别监控多个界面，设计了专用微机接口电路，通过硬件电路实现各界面数据的同时锁存，然后将每个ＣＣＤ的光电信号采入计算机，解决了目视读数无法保证多处数据在时间上一致性的困扰。运用该系统监控多处油水界面，每处均可在１００ｍＬ体积的检测管内测量到０．１ｍＬ的界面变化。     

光纤系统在手绘图形面积检测中的应用研究

本文介绍了一种实时记录手绘图形边界轨迹和确定其包围面积的ＣＣＤ检测系统。该系统采用光纤探头为光笔，手持光笔描绘边界对比较差的图形，以面阵ＣＣＤ作为探测器件，实时记录下光笔描绘的轨迹。设计出恰当的计算方法，在图形边界轨迹描绘的同时，计算出图形面积。整个测试过程具有速度快、自动化程度高等特点。光笔和定位精度可达到１０μｍ的量级。将此系统应用于汽车前窗冰层融化速度的检测，具有明显的实用价值。     

HL-2M 真空室内壁螺柱焊接工艺研究与实施

针对 HL-2M 真空室内壁螺柱焊接,从焊接螺柱结构设计、焊接工艺研究、焊接工艺试验、焊接质量 评判等方面进行了详细研究,最终确定了包括焊接电流、焊接时间、伸出长度、提升高度、总提升高度等焊接参 数和接地线位置、焊枪手把方向的真空室内壁螺柱焊接工艺方案。通过大量工艺试验,有效地解决了 HL-2M 真 空室内壁(5mm,Inconel625 材质)-大直径(∅12mm,316L 材质)螺柱焊难题,焊缝成型均匀,飞溅和焊瘤少,表面 发黑明显改善,满足真空清洁度要求。焊接稳定性高,良品率高,拉伸试验和疲劳试验也满足设计要求。      

一种使用线阵型CCD实现高精度二维位置测量的方法

介绍了一种使用ＣＣＤ测量位置的方法。与其它ＣＣＤ位置测量系统不同，通过设计一个特殊的光学系统，实现了使用两个线阵型ＣＣＤ进行高精度二维位置坐标测量。文中对该光学系统进行了误差分析，证实该方法具有很高的测量精度。该二维位置测量方法具有一些突出的优点：系统响应速度快，可以对动态目标进行测量；测量精度高；制造成本低。上述特点使它在工业制造领域内有着广阔的应用前景。     

无衍射光束在CCD像点位置提取算法中的应用

重心法是一种高精度的ＣＣＤ像点位置提取算法。但由于数据量大，采样率低，响应速度受到限制，使它在要求实时响应的小型系统中很难得到应用。光束的光衍射是一种很优越的特性，它能在一定的空间内提供高准直的微小光束。利用无衍射光束的这一特性来缩小像点的尺寸，将它和二值化方法结合在一起，可使数据处理量减小到可以满足实时响应的要求。理论、算法分析和实验都证明了这种方法的可行性。     

基于结构光的激光自动焊接跟踪研究

设计实现了一种激光加工过程中，用于激光自动焊接焊道偏移跟踪识别的系统。该系统由结构光传感器、水平偏移识别算法和实时数据平滑算法组成，在不同工况条件下实时自动提取多种形状的焊道特征点数据，通过对特征点数据进行计算处理，获得焊道实时偏移数据，经过实时平滑算法进行滤波处理后输出给激光自动焊接装置，最终实现对水平跟踪的自动控制。在现场实际焊接测试中，该系统能够实时采集焊道偏移数据，并准确指导焊接激光输出头对焊道进行水平跟踪，为实现激光自动化焊接奠定了基础。     

CCD在测量运动物体瞬时位置中的应用

本文介绍了一种利用线阵ＣＣＤ实现测量飞行物体瞬时位置的原理和方法；对接口电路和数据采集系统进行了理论分析和实验研究，给出了用Ｃ语言编制的数据采集系统源程序；最后简要介绍了实验结果。     

CCD在光谱分析系统中的应用研究

本文对利用ＣＣＤ作传感器件进行光谱分析的方法进行了理论和实验研究。通过分析ＣＣＤ的结构特点和光电特性，从理论上证明了利用ＣＣＤ进行光谱分析的可行性，设计了一套适合线阵ＣＣＤ的高速图像采集卡，建立了一套智能化光谱数据采集分析系统。该系统主要由光栅、ＣＣＤ传感器及数据采集卡、计算机等部分组成。我们用高压汞灯作为标准光谱进行定标，得到了一个非常简单的计算光谱的数学公式。实验表明该系统具有较高的测量精度，特别适用于瞬态过程的光谱分析。     

激光扫描轮廓曲面的动态测量

本文提出一种新颖的轮廓曲面动态，实时，非接触光学测量方法，对飞机机翼，汽轮机叶片以及坦克，轿车等的轮廓曲面提供了一种有效的测量方法，该方法是利用激光测头扫描探测，ＣＣＤ（电荷耦合器件）或ＰＳＤ作为光电接收器件，利用微机控制的闭环测量方法，文中还给出了一种ＣＣＤ的新探测驱动方法。     

CCD直接细分光栅位移传感器的研究

介绍一种采用ＣＣＤ为测量元件的光栅位移传感器的设计方法。该方法利用ＣＣＤ分辨率高、像素均匀的特点,对光栅刻线的像的移动进行精确定位和直接数字化,改变了以往对莫尔条纹进行位相细分的方法。该方法将细分和数字化在测量信号处理流程中的位置前移到光电转换环节,大大简化了后续电路,同时细分数也有大幅度提高,可以方便地实现数千倍的细分。在数据拼接时采用绝对栅距累加的方法,减小了光栅刻线质量对测量精度的影响。整个系统可由计算机通过并行端口进行控制     

新型智能球罐焊接机器人视觉传感器的研究

为实现智能球罐焊接机器人的自主运动与焊缝自动跟踪 ,研制了一种新型视觉传感器。该传感器以高分辨率线阵 CCD芯片为核心 ,由光源、滤光片、透镜等光学系统及 CCD驱动电路、光电信号处理电路等组成 ,其中光电处理电路全部由硬件实现。整个视觉传感系统可以避免焊接时弧光的干扰 ,实时、准确地检测出焊缝轨迹线偏差信号 ,具有实时性强、鲁棒性好、成本低、重量轻等优点。借助所研制的视觉传感器 ,球罐焊接机器人能够实现沿焊缝的自主运动和焊炬与焊缝的自动对中 ,满足球罐多层多道焊接工艺要求 ,实现球罐焊接作业的智能化、自动化     

一种提高双CCD图像拼接精度的方法

利用一对光楔间距变化时,通过它的成像光束的像点会产生微小偏移这一特性,在双CCD图像拼接探测器中增加了光楔调整机构,该光楔调整机构包含两对光楔,一对光楔用于CCD水平方向的图像调整;另一对用于垂直方向的图像调整。通过设计、制作,光楔调整机构最终应用于双CCD图像拼接探测器的装调。装调过程显示:加装光楔调整机构对原有光学系统没有任何影响,可以实现精度高于0.001 mm的图像移动量,有效降低了双CCD图像拼接探测器的装调难度,提高了拼接图像质量,降低了生产成本。     

一种非接触式位置测量方法的研究

在一般的非接触式位置测量系统中,通常使用三个线阵CCD来测量物体的空间位置。但是在有些场合,这种方法很受限制。介绍了一种测量方法,该方法是由力矩电机带动一个线阵CCD旋转来扫描被测目标的。结合三角法,能够同时测量出被测物体在三个方向的位移及水平摆角。实验结果证实了该测量方法具有很高的测量精度。在国防、交通、矿山、城市建设等领域有着广泛的应用前景。     

Effect of process parameters on temperature distribution in twin-electrode TIG coupling arc

The twin-electrode TIG coupling arc is a new type of welding heat source, which is generated in a single welding torch that has two tungsten electrodes insulated from each other. This paper aims at determining the distribution of temperature for the coupling arc using the Fowler–Milne method under the assumption of local thermodynamic equilibrium. The influences of welding current, arc length, and distance between both electrode tips on temperature distribution of the coupling arc were analyzed. Based on the results, a better understanding of the twin-electrode TIG welding process was obtained.     

倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术研究

在传统傅里叶变换轮廓术的研究基础上,本文提出了一种倾斜式测量系统的傅里叶变换轮廓术,该技术放宽了传统傅里叶变换轮廓术测量系统的三个约束条件:CCD成像系统的光轴不需要与参考平面垂直,即有一定的倾斜度;投射系统的出瞳和CCD成像系统的入瞳中心之间的连线不需要与参考平面平行;投射系统的光轴和CCD成像系统的光轴不在同一平面内,且不交于参考平面上一点. 并且通过严格的理论分析,推导出高度与相位之间的关系式,与传统傅里叶变换轮廓术相比较,在保证一定的测量精度的前提下,倾斜式测量系统具有更强的实用性和可操作性. 关键词： 傅里叶变换轮廓术 倾斜式 测量系统 相位     

多光谱多点标定的CCD二维温度场重建方法的研究

以多光谱技术作为基础,针对CCD二维温度场测量的特点,提出了彩色CCD二维温度场多光谱真温在线多点标定系统。通过对多光谱辐射测温理论和CCD的测量模型的分析,推导出气体燃烧时的真温与CCD亮度之间的近似关系。使用多光谱多点测温技术计算出多点的发射率和真温并使用这些真温值完成CCD面阵上与之对应点的真温标定。将该真温标定系统应用于CO₂激光焊接火焰的二维温度场测量过程中,不但得到了波长与光谱发射率之间的变化规律同时也得到了CO₂激光焊接火焰的二维真温分布图。研究提出的多光谱标定技术具有实时性、灵活性的特点, 是一种可行的CCD在线真温多点标定与测量的方法。     

Automatic teaching of welding robot for free-formed seam using laser vision sensor

In order to enhance the flexibility of the robotic welding, it is necessary to generate the robot path automatically. In this paper, the automatic teaching of the welding robot for free-formed seam was implemented through the range data acquired by the laser vision sensor. The geometric modeling of objects such as the worktable and weld joint were performed from sequential range data. The orientation as well as the position of the torch was determined by the geometric models, and the path of the welding robot was automatically generated. Experiments for the free-formed seam showed that the proposed method performed sucessfully.     

Viscous stabilization of 2D drainage displacements with trapping

We investigate the stabilization mechanisms due to viscous forces in the invasion front during drainage displacement in two-dimensional porous media using a network simulator. We find that in horizontal displacement the capillary pressure difference between two different points along the front varies almost linearly as a function of height separation in the direction of the displacement. The numerical result supports arguments taking into account the loopless displacement pattern where nonwetting fluid flows in separate strands (paths). As a consequence, we show that existing theories developed for viscous stabilization are not compatible with drainage when loopless strands dominate the displacement process.     

CCD大范围轴向位移量检测研究

基于CCD图像测量技术,设计了一种利用CCD成像系统检测火车轮对几何尺寸的非接触在线测量系统,并给出了系统的结构及原理.激光束垂直入射到火车车轮上,再用透镜将火车车轮上的激光光斑成像到CCD上,当火车车轮产生磨损时,CCD上激光光斑的像也将发生位移.通过对CCD上弥散斑中心位移的测量,就可精确计算出火车车轮的磨损量.