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。     

以耗能最小为指标优化设计液压伺服马达

本文介绍一种以能耗最小为指标，优化设计液压伺服马达的理论，并分析其效率、频宽等与设计参数的关系。     

基于循环平稳随机序列的脉冲激光测距方法

脉冲定时误差会使测距精度恶化,为此,提出了一种基于循环平稳随机序列的脉冲激光测距方案。该方案首先将回波脉冲定时信号映射在周期基准信号上,由此构造出一个循环平稳的随机序列,将对脉冲定时时间的测量转化为对循环平稳随机序列的参数估计。该方法利用了循环平稳随机过程在时间上呈现为周期性平稳变化的特征,从携带时间抖动等误差的测量数据中高精度地估计参数,从而获得高精度的目标距离。为了获得循环平稳随机序列测量数据,提出了一种遍历欠采样方法,以解决在采样频率与信号频率相差很大的条件下进行等效等间隔采样的困难。以此原理研制出的脉冲激光测距仪具有精度高、原理结构简单等优点,测试后可知,在激光出瞳平均功率为1 mW的条件下,当信噪比为10时,无合作目标测程为300 m,测距精度为±(2 mm+2×10^-6D)。     

宽动态范围连续可调APD高压偏压电路

在APD高压偏压电路中,采用二极管倍压电路往往会造成电压调整范围小和纹波电压过大等问题。基于升压式DC／DC电源变换原理,设计了由PWM集成开关电源控制芯片TL1451构成的APD高压偏压电路,该电路元器件少,输出电压范围宽,连续可调。实验结果表明：该电路在输出电压10～200V范围内工作正常,纹波电压峰值小于100mV。该电路已用于远距离、高精度LD激光脉冲测距仪中。     

焊接机器人自动跟踪系统研究

研究开发了一种光纤式激光焊缝跟踪系统,介绍了该系统的结构组成及工作原理,对焊缝自动跟踪的系统定位、实时跟踪算法、抗弧光干扰等关键技术问题进行了深入探讨.该系统在管道预制焊接机器人的工艺试验表明,系统自动跟踪焊缝稳定性好、精度高,可满足焊接机器人全自动焊作业需求.     

空心光纤用于机敏结构自诊断、自修复的研究

介绍的是在机敏结构中利用空心光纤灌注胶液的方法来进行复合材料损伤、断裂的自诊断、自修复,对空心光纤的传光机理做了具体的研究和分析,运用这些特性对整个系统的总体方案作出了初步的分析。     

一种新型自混合激光干涉光纤应变传感器

提出了一种新型的光纤应变传感器.它是基于LD自混合干涉原理,作为探头的Fabry-Perot(F-P)腔的两个光纤端面都镀上反射膜.这两个端面的反射光返回到LD后,将在LD谐振腔中产生自混合干涉,干涉条纹数反映了应变的大小.该传感器结构灵巧、灵敏度高,其测量结果与采用反射镜时所得结果完全一致.     

应用于焊接机器人的莫尔投影三维焊缝轮廓实时测量系统

针对焊接机器人对焊缝传感器实时性的要求,提出并设计了莫尔投影三维焊缝轮廓实时测量系统,系统由LD、光栅、CCD、视频A/D、FPGA、DSP、输出接口等组成.介绍了基于数字信号处理器(DSP]和现场可编程阵列(FPGA)的高速实时图像处理电路的原理和硬件组成,给出了三维焊缝轮廓图像测量结果.     

高空间分辨率分布式光纤传感技术的研究进展

对三种基于布里渊散射的高空间分辨率分布式光纤传感技术,即布里渊光纤时域分析暗光脉冲技术、布里渊光相关域分析及布里渊光频域分析技术,进行了详细阐述.分析了每种技术的工作原理,对每种技术所采用的实验系统配置、所能达到的空间分辨率进行了介绍,并对其存在的局限性进行了说明.     

脉冲飞行时间激光测距系统中周期误差补偿

在以正弦波为测量基准信号的激光脉冲飞行时间测距系统中,由于高频信号之间的串扰或器件非线性等因素的影响,将产生脉冲飞行时间周期误差,导致测距精度降低。为此提出了一种利用测距仪在一定距离条件下的测量数据计算定时误差的方法,通过最小二乘法拟合构造出一条含误差补偿功能曲线,并将该曲线进行离散化处理,将离散化数据存入单片机内,在距离测量时以含误差补偿功能曲线作为测量基准,实现对脉冲飞行时间周期误差的补偿。该方法具有原理简单、数据可靠、操作方便等优点。所研制的激光脉冲测距仪经过误差补偿后,测距误差小于3 mm。