国家教育部博士点基金(20110032120059)
- 作品数：13 被引量：60H指数：6
- 相关作者：黄战华朱猛李翔宇李秀明张昊更多>>
- 相关机构：天津大学天津津航技术物理研究所教育部更多>>
- 发文基金：国家教育部博士点基金国家自然科学基金国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：机械工程电子电信理学一般工业技术更多>>
- 大视场双缝载频散斑干涉成像检测系统被引量：9
- 2014年
- 针对大面积的动态检测对大视场角散斑干涉技术的需求,研究了一种基于4f成像的大视场载频散斑干涉系统。该成像系统由前置广角镜头和4f成像系统组成;利用双缝干涉产生稳定的载频,在其中一个狭缝上加入不同楔角的光楔来控制剪切量的大小。分析了4f系统的焦距与双缝的间距和载频值之间的关系;采用散斑场自相关标定了4f系统中散斑统计的平均尺寸。分析证明:采用孔距为2mm的双缝配合80mm焦距的4f系统可以实现2π/3的稳定载频。分别采用12mm和6mm的标准成像镜头测量了动态形变的橡胶板,实现了40°和65°视场角的散斑干涉检测系统。实验结果证明该系统能实现大视场测量,载频与剪切量调节相互分离,提高了散斑检测系统的效率。
- 朱猛李翔宇龙宁波黄战华
- 关键词：散斑干涉剪切干涉成像系统视场角
- 用空间载频法测量玻璃平板的厚度均匀性被引量：6
- 2013年
- 设计了一种基于迈克耳逊干涉光路的相位测量系统,将单臂作为检测端完成了对玻璃平板厚度均匀性的直接测量和分析。该系统由CCD采集干涉图样,利用傅里叶变换条纹分析术和相位解包裹技术提取干涉图中所包含的待测相位信息;对于傅里叶变换法中频谱旁瓣中心无法准确定位的问题,采用三角变换法去载频,从而不需要准确地得知频谱旁瓣的中心位置就可以计算出相位结果,消除了人为估算和垂轴方向上的微小载频分量给测量结果带来的误差。实验测量了多块玻璃平板的厚度均匀性。测量结果显示:使用像元大小为4.65μm×4.65μm的CCD相机,测量玻璃平板两表面在长度方向和宽度方向上的厚度均匀性的理论精度分别达到0.93%和0.92%,表明本系统基本满足玻璃平板厚度均匀性测量的要求,且对干涉图频谱旁瓣的定位精度和载频的方向精度要求较低。
- 蔡怀宇李宏跃朱猛黄战华
- 关键词：厚度测量
- 菲涅耳双棱镜载频散斑干涉形变测量系统被引量：7
- 2013年
- 剪切散斑干涉技术在表面形变测量中发挥着重要的作用,用于动态形变测量的空间相移技术使得散斑干涉技术更实用化。研究了一种基于菲涅耳双棱镜的空间载频产生方法,该方法与散斑剪切干涉结合可以实时地对变形梯度进行测量。应用菲涅耳双棱镜获得空间载频散斑干涉场并分析了双棱镜产生的剪切量和载频;采用单缝与菲涅耳双棱镜配合可以在一个散斑尺寸内产生空间载频;采用傅里叶分析方法进行了载频的标定,利用正弦拟合相移算法得到被测物的动态形变导数。实验结果证明采用菲涅耳双棱镜可以方便地实现散斑剪切干涉的空间相移测量,适合于动态形变检测。
- 朱猛黄战华李翔宇李秀明
- 关键词：相干光学散斑干涉载频
- 光电瞄具多光轴平行性检测系统的设计与研究被引量：5
- 2013年
- 为了精准地测量光电瞄具多光轴的平行性,采用大口径离轴抛物面反射镜平行光管的多光轴检测方法进行了理论分析,并设计了完整的测量系统(包括光学成像系统、控制系统、图像采集与处理系统)。该系统采用离散余弦变换系数作为评价标准,实现了高精度的自动对焦;采用大口径离轴抛物面反射镜满足不同型号瞄具的测量,实现了可见光、近红外和远红外3种光学系统的光轴平行性的自动检测。结合一种光电瞄具成品进行了实际测试,当光轴之间偏差角为0.04mrad～0.08mrad时,相对误差在13%以内,此范围可认为是系统检测角度的下限。结果表明,该系统减小了人为读数等主观原因造成的误差,通用性强、检测效率高,精度满足需求。
- 黄战华廖可朱猛王铨
- 关键词：自动对焦
- 双线扫描CCD测量远距离闪光点平均高度被引量：1
- 2015年
- 为了准确测量远距离炸点平均高度,采用了双线扫描CCD成像的方法并建立了测量系统理论模型。首先采用了望远式成像光学系统对远距离炸点进行成像,采用柱面镜进行成像变换;采用Zemax软件对成像光路进行了模拟,模拟点列图结果表明了系统在物距为20 m时,能够在5 m范围内有效测量炸点光的平均高度。最后,采用曲线拟合的方法求出光斑中心位置并对测量系统进行了线性标定。经实验验证本测量系统可以在物距为20 m处测量炸点的平均高度最高约为3 m,测量精度可以达到1.95%。所设计的炸点平均高度测量系统满足了远距离、大范围的测量要求,系统运行稳定、可靠,采用双线阵CCD的测量方法有效的消除了物距不能确定的影响。
- 蔡怀宇杨光李秀明朱猛黄战华
- 双孔载频剪切散斑干涉法测量表面动态形变被引量：6
- 2013年
- 为了精确地测量物体表面的动态形变并得到形变高度和梯度信息,提出了一种基于双孔衍射结构的空间载频剪切散斑干涉法。该方法采用双孔产生固定的载频条纹,利用双旋转光楔实现剪切量的连续调节,采用正弦拟合算法进行相位计算。首先,分析了双孔调制的相位载频与双孔距和像距之间的关系,讨论了双旋转光楔得到线性剪切量调整的实验参数。然后,设计了测量光路参数;采用孔距为3.8mm的双孔径配合焦距为80mm的成像镜头在物距为300mm时得到了载频为π/2的散斑场。最后,对动态形变的薄金属板进行了测量。实验结果表明:配合实时图像处理系统,该方法可以在帧率为15frame/s的采集速度下实现动态形变的测量与显示,可测形变峰值为0.11～1.15μm。本系统结构简单,易于集成,适用于动态形变的实时检测。
- 朱猛李翔宇黄战华李宏跃
- 关键词：散斑干涉剪切干涉
- 二维点列式激光多普勒法测量物体速度被引量：7
- 2014年
- 提出了一种二维点列式激光多普勒测量方法,用于捕捉轨迹有一定波动范围的空间运动物体的速度信息。该方法使衍射光栅产生的多束相干光在空间某探测位置相交,从而形成一个结构可调的二维探测体阵列。当物体轨迹的波动量在二维阵列范围内时,系统即可以获得其速度信息。与扩展光束型的多普勒测速系统相比,该方法具有空间分辨率高及能量集中等优点,因此可以用于远距离探测。另外,对固体表面散射光的多普勒信号进行了分析及模拟。结果表明:测量结果与模拟结果相一致,且经频谱校正后的平均误差可以达到1.63%。该系统结构易于集成,调节方便,适用于轨迹有一定波动量的空间物体的速度测量。
- 李秀明黄战华李翔宇张昊龙宁波
- 关键词：激光多普勒测速仪
- 瞬态形变的高速时域散斑干涉测量被引量：6
- 2015年
- 在迈克耳孙式干涉光路的基础上结合高速摄像和采集系统,利用时域散斑干涉测量技术,实现了瞬态三维形变场的实时测量。物体发生形变时会产生一个时变的散斑干涉场,通过连续采集的散斑干涉图序列便可得到各个像素点的一维时域干涉信号,即光强随时间的变化关系。在利用经验模态分解对干涉信号进行降噪处理之后,借助于希尔伯特变换的相移作用完成信号相位的解调,并在时域中进行相位展开,最终通过逐点分析获得全场的相位分布。为了验证该方法的有效性,对由压电陶瓷驱动的瞬态离面形变进行了测量。结果表明,该方法可在1000 frame/s的采集速度下实现动态形变的实时测量。与传统相移法相比,该方法结构简单,易于实现,在时间和空间上都具有较高的分辨率。
- 李翔宇黄战华朱猛张昊李秀明
- 关键词：经验模态分解希尔伯特变换
- 散斑相关法标定电涡流传感器电压输出曲线被引量：1
- 2013年
- 为了精确的测量电涡流传感器的距离-电压输出线性区间和线性位移精度,本文采用了显微散斑相关法对位移进行标定。首先,利用精度为5μm位移平台进行位移调节,得到位移和电涡流传感器输出电压的线性区间。然后,在线性区间内进行密集采样,通过显微照相系统采集散斑图,利用散斑相关法求出位移,得到更高精度的位移-电压曲线。分析了显微散斑照相的检测流程与检测精度;讨论了散斑尺寸对测量的影响。设计了测量光路参数:采用40×显微物镜配合20×读数显微镜可以实现64.5×的放大倍率。对40铬材料进行了位移-电压曲线标定实验,实验结果证明:本系统可以实现高精度的电涡流传感器位移标定,测量精度达到0.09μm,要实现更高精度的标定可以提高显微系统的放大倍率。
- 朱猛龙宁波张昊黄战华
- 关键词：电涡流传感器显微成像
- 反远距成像相移剪切散斑干涉检测系统被引量：5
- 2014年
- 为了扩大传统剪切散斑干涉仪的检测视场,设计了一种反远距成像迈克尔逊式剪切散斑干涉系统。采用负透镜组与标准成像镜头组成反远距成像系统,分析了光路的成像参量,并利用ZEMAX软件进行了模拟;讨论了发散光路时间相移的非均匀性,采用等步长相移算法进行相位解算可以弥补非均匀误差;并对中心加载的橡胶平板进行了测量。结果表明,该系统能有效地扩大成像视场,采用3片焦距为-75mm的平凹镜片可以实现70°视场角的散斑干涉检测,通过调整平凹镜片的焦距和数量可以实时调整成像视场。
- 朱猛李翔宇李秀明黄战华
- 关键词：激光技术散斑干涉视场
