光谱共焦位移传感器物镜设计

高精度非接触式位移传感器有着广泛的应用。本文讨论其中一种采用光学方法实现非接触测量的光谱共焦位移传感器,阐述该传感器的工作原理,给出了该系统的设计方法和评价方法。最后基于光学设计软件CODEV的宏语言和数学软件MATLAB设计出了一个测量范围为0～1.173mm的光谱共焦位移传感器物镜。该物镜采用一个单透镜和双胶合透镜组合的结构,在工作波长范围内,各个单波长对应最大的RMS半径为2.8μm,其测量精度优于5μm,波长离焦量和波长之间线性度通过线性回归拟合得出判定系数为0.9859,测量的线性度优异。

激光位移传感器在角度测量中的应用

激光位移传感器因其较高的测量精度和非接触测量特性,可应用在很多方面,将其用在测量工件的角度上能够实现角度的高精度测量。通过步进电机带动激光位移传感器扫描二面角的2个面,然后对测量的数据采用Matlab程序做最小二乘拟合,得到二面角两边的斜率,从而求出角度。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,导轨和步进电机重复定位精度高于3μm,则测量角度的精度高于1″。

光谱共焦位移传感器测量透明材料厚度的应用

介绍了光谱共焦位移传感器的结构与原理,及其在测量厚度方面的应用,重点讨论了光谱共焦位移传感器用于测量透明材料平行平板厚度的可行性,对其产生的误差进行了详细的分析,并给出了相应的补偿方法。

激光位移传感器在物体表面形状测量中的应用

激光位移传感器对位移的测量不仅是非接触式的测量方式,而且具有较高的精度,具有广泛的应用。本文研究了一种利用激光位移传感器测量工件上点的二维坐标,从而实现物体形状的高精度测量。通过一维电位移平台带动激光位移传感器扫描物体的表面,然后对测量的数据进行处理,进而得到物体的表面形貌。实验中采用的位移传感器分辨率为0.3μm,一维电位移平台重复定位精度高于2μm。

滤光片对三角位移传感器测量误差的影响

为了提高激光位移传感器接收系统的信噪比,往往在CCD或PSD接收器前加滤光片。但是,滤光片对接收光线的折射作用将引起测量误差,而且该误差是非线性的,对于高精度位移传感器来说,这个误差是不可忽略的。设计了一种补偿方法,实验表明该方法可行。

激光位移传感器测量工件曲率方法研究

工件曲率的非接触测量已经有很多种方法,本文提出了采用激光位移传感器测量工件曲率半径的新方法。对于测量的数据采用直接最小二乘拟合,从而可以解算出工件的曲率。经过模拟计算,采用改变步进电机步长的方法,在测量大工件半径时,精度达到微米量级。

钢包下渣检测方法展望

介绍了几种冶金工业连铸生产线中钢包下渣的检测方法,并对几种检测方法的优缺点进行了比较。指出采用激光多普勒测振技术的方法是一种很有前景的检测方法,对其可行性进行了分析。同时指出将该技术引入到钢包下渣的检测中,可以大大节约生产成本,而且劳动生产率可以得到大幅度的提高。

一种改进型高精度激光三角位移传感器的结构设计研究

在对传统激光三角位移传感结构分析的基础上,提出了一种新的结构设计方案,推导出了相应的测距方程表达式。并对其进行了理论分析,表明此结构设计方案是可行的,并且在探测器尺寸一定的情况下利用此结构可以大大地提高测量范围。

Schmidt结构的改进型龙虾眼光学透镜研究

龙虾眼光学是解决大视场高能射线聚焦的关键技术。从成像光学的视角考察了龙虾眼光学系统的成像原理,制作完成了基于Schmidt结构的改进型龙虾眼光学透镜原理样机,并对该系统在可见光波段的性能进行了测试。该龙虾眼透镜由厚度为300μm的抛光铝板作为反射工作面,反射面成扇形排布,并具有完全对称的球形结构;反射面间夹角由特殊加工的角间距27.6′的楔板保证。原理样机的有效焦距为65 mm,中心张角为17.48°×17.48°,其在空间各个方向上的成像能力几乎相同,可以满足空间大视场探测系统的任务需求。

基于声卡和MATLAB的音频信号的采集和处理

MATLAB是数据分析和处理功能都非常强大的工程实用软件,可以灵活地驱动声卡采集和处理音频信号。本文探讨了基于声卡和MATLAB的音频信号采集和数据处理方法,并结合古琴音板音频检测的应用实例进一步证明:利用声卡做主要硬件,MATLAB做软件进行音频信号的采集和处理不仅简单可行,而且编程处理方便,可以广泛应用于音频检测等工程领域。

基于LabVIEW的圆弧椭圆度检测系统实现

圆弧椭圆度的非接触式检测一直是检测行业的难题,为此基于LabVIEW和激光位移传感器,设计了一套用于圆弧椭圆度检测的系统。通过对日本基恩士公司LK-G激光位移传感器通信协议的分析,介绍了关于LabVIEW与激光位移传感器的串口通信技术,以及圆弧椭圆度检测系统的结构原理。

一种扫描式热金属探测器的研制

为了满足自动化钢铁生产的要求,根据红外探测原理研制了一种新型的扫描式热金属探测器。对研制过程中扫描转镜的设计、光电接收器的选取、信号处理电路的设计原理做出了详细的分析,并给出了集扫描与聚焦系统于一体的柱面扫描镜的扫描角计算公式,为扫描系统的设计提供了理论依据。研制出的热金属探测器的视场角可达2°×20°,仪器的发现概率大于0.95,虚报率小于10-6,抗干扰能力强,该仪器能够在恶劣的环境条件下正常工作。

激光位移传感器的光学系统设计

针对目前国内自主研制的激光位移传感器精度低,测量范围小等问题,提出了一种采用光学设计软件预先仿真整个激光位移传感器光学系统的方法。在分析系统各部分的光学特性的基础上,结合具体要求设计了一个激光位移传感器的光学系统,其工作范围为(50±10)mm。采用系统分割的方法,将整个光学系统分为两部分进行设计,第一部分是激光束的整形透镜,要求在有效的工作范围内得到小而均匀的出射光斑,设计结果表明,在测量范围内,光斑大小能够控制在10-1mm量级;另一部分是被测面散射光接收的成像物镜,该系统的特点是物面和像面相对于光轴都有一定的角度,实验结果表明其成像满足Scheimpflug条件。

基于Labview的闪光灯光强检测系统的设计

为了更好地对闪光灯性能做出评价,设计了一种应用于闪光灯的光强检测系统。该系统以Labview为开发平台,不仅能检测一定时间内的闪光波形,还可以计算出闪光的峰值光强、有效光强和闪光时间。介绍了该系统的参数计算原理、硬件结构和Labview程序设计,针对数据采集过程中易丢失数据问题提出了有效的解决方法,并通过对Excel表格的控制完成数据的存储。检测结果表明,该系统操作简单,可检测闪光时间>1ms的任意闪光波形,连续采集时间最大达10s,利用该系统能对闪光灯性能做出很好的评价。

微腔对有机发光的影响的研究

利用介质膜反射镜 ,在光泵浦有机小分子薄膜微腔的研究中 ,观察到了谱线窄化、峰值强度增强、方向性集中于腔轴、控制发射波长和荧光寿命的缩短等一系列腔效应。其中用软膜反射镜 ,消除了镀制过程中热辐射对有机发光材料的影响 ,谱线半宽最窄达3.4nm,窄化了 2 5倍 ;峰值强度最大增强了 1 6倍。

基于二维激光位移传感器同轴度测量方法研究

提出了非接触方式测量同轴度的方法,采用二维激光位移传感器测量空心圆柱体内表面同轴度。依据传感器的采样率对搭载被测物体的转台的速度提出了要求。同时给出了根据圆柱内表面直径选取二维激光位移传感器的方法及设计技巧。对影响测量精度的因素进行了详细分析。实验表明,该测量装置易于实现,测量精度高,方法可行。

激光位移传感器传感探头微小型光学系统设计

光斑质量直接影响激光位移传感器测量的精度。为了提高激光位移传感器传感探头光学系统的成像质量,设计了传感探头四片式微小型光学系统。本文在理想成像基础上,分析光束在光学系统中能量传递的变化规律,对比光电探测器的感光能力,利用光学设计软件(ZEMAX)实现了激光位移传感器传感探头微小型光学系统的设计。通过理论计算分析,严格控制传感探头孔径光阑的大小,对光学系统进行优化处理,成像最大弥散斑半径低于3. 3μm,空间分辨率120lp/mm以下的传递函数MTF(Modulation Transfer Function)值大于0. 5,光线扇形图的最大像差小于5μm,畸变量低于0. 1859%。该光学系统具有良好的成像效果,可以满足激光位移传感器探测系统对成像系统成像光斑质量的要求,以保证传感器的测量精确度优于5μm。

基于DMX512协议的RGB激光电脑灯的设计

传统电脑灯普遍使用金属卤化物光源,这种光源发光效率低、发热量大且容易损耗。针对这一问题,本文设计了一种以RGB三色激光器为光源的电脑灯。灯具包括电路系统、机械系统和光学系统,采用DMX512协议为控制协议,以单片机为核心构成控制系统。分析了DMX512协议的格式特点。说明了系统各部分的功能,着重介绍了电路系统的软件实现,针对所选用的RGB光源给出了光学混色系统。对照金属卤化物光源,分析了使用激光光源的优势。

基于微射流抛光系统的温度精密控制系统的设计

提出了一种超调制冷热补偿技术,解决了由于大功率制冷源导致的控制系统惯性大,系统稳态时间长的难题。该方法克服了传统PID算法参数调整复杂,超调量大的缺点,将传统大惯量时滞温控系统的开机预热稳定平衡时间大范围缩短。运用该技术进行抛光液恒温供给系统的设计,最终实现了液体的温度超高精度的控制。实验结果表明,当系统设定值与环境温度温差值在10℃以内时,采用超调制冷热补偿方法,开机预热时间控制在10min以内,同时系统能够获得优于0.01℃的稳态精度和良好的动态特性,能够满足工业控制领域恒温系统的温度精密控制要求。