一种新型的表面深度测量系统

针对表面深度测量,设计了一种新型小型化检测系统,能够检测物体表面的深度信息。该系统硬件部分以激光线结构光作为光源,设计可调节光路,应用CMOS图像传感器采集图像。软件部分利用VC++设计应用软件,完成图像预处理、参数标定和求取深度参数。应用最小二乘法对系统进行全局多点标定,试验结果表明,全局多点标定的表面深度测量结果比以往的单点标定更加准确。

基于轮廓的表面深度填充算法

从有关人的视觉心理的研究成果出发，将深度知觉与表面完全化两者之间的关系归结为一系列规则，并根据这些规则提出了基于轮廓的表面深度填充算法。该算法由启发式封闭轮廓搜索算法和基于规则的深度填充算法两部分组成。仿真实验的结果表明，本文所提出的这种算法是一种行之有效的算法。它能够较好地解决图像中轮廓短片的连结问题，并给出合乎客观实际的深度填充结果。

染整加工对黑色织物表面深度的影响

通过调整染色配方,可以用相对较少的染料染得表面深度值较高的织物;讨论了不同结构染料拼混以后对织物表面深度的影响;通过对织物进行后处理,可以看出织物的表面深度值明显提高,从而达到节约染料,减少废水处理消耗的目的。

用图象光载波方法进行表面深度的自动测量

本文讨论从被物体表面形状调制的图象光载波信号中提取该表面深度全场信息的测量方法。结合成熟的计算机图象处理技术,该方法可构成在精度、量程、自动化程度方面具有很强适应性的无接触测量系统。文中给出了自动测量系统的构成设计,并给出了测量实例。

嵌入式表面深度检测的研究与实现

为实现表面深度检测仪器的小型化,并能够实时反馈检测信息,系统利用OK6410搭建嵌入式检测平台,实现了视频图像采集、图像处理、深度检测。应用了映射双显存的嵌入式图像处理方法,可将图像信息映射在两段内存并同步操作,以保证图像的流畅显示,同时又避免由于分辨率不同而引入的系统误差。系统应用网络技术,能够实时反馈检测结果,并将采集的图片汇总至上位机存储,避免了嵌入式存储小的缺点。最后,将该设计应用于铅块刻痕深度测量进行了验证。

细观尺度下表面波法检测混凝土表面裂缝深度研究

基于表面波截止频率检测混凝土表面裂缝深度是一种有效的无损检测方法。目前通常使用频率透射比法来识别截止频率,但该方法受混凝土细观结构影响较大,识别效果较差。为提高截止频率的识别精度,本文提出了多道信号相移频散分析法,开展了表面波检测均匀介质和混凝土细观模型表面裂缝深度的有限元模拟,通过对比研究频率透射比法和多道信号相移频散分析法的检测机理和识别效果,给出了截止频率的识别标准,最后分析了骨料、孔隙率和检测频率对多道信号相移频散分析法的影响。研究结果表明,多道信号相移频散分析法的识别效果较好,且不受细观结构和缝厚比的影响;骨料粒径、含量和弹性模量的变化基本不影响该方法对截止频率的有效识别;当表面波波长小于构件厚度且孔隙率不超过4%时,该方法仍具备较好的识别效果。本研究可为实际工程中混凝土表面裂缝深度的定量检测提供理论基础。

关于融合多针图确定表面绝对深度的误差分析与研究

本文利用ＢＰＳ系统首先产生景物的一对表面方向图，然后：１．分割表面方向图为与景物内物体对应的孤立区域；２．匹配两针国内对应区域间的视差；３．确定物体的３Ｄ表面绝对深度。最后，着重指出怎样识别以下几种主要误差：（１）表面方向测量误差；（２）重建深度误差；（３）极线与扫描线非平行误差等，并且讨论对这些误差进行定量分析与校正的方法。

研磨方式对单晶蓝宝石亚表面损伤层深度的影响

研磨过程中产生的亚表面损伤层深度是影响单晶蓝宝石抛光质量的关键因素。本文开展了游离磨料和固结磨料两种研磨方式研磨单晶蓝宝石的实验研究,采用三维形貌仪观察了加工前后的工件表面质量,运用差动腐蚀法比较了研磨方式对研磨后工件亚表面损伤层深度的影响。结果表明,金刚石磨料粒径分别为W 50和W 14的游离磨料研磨加工蓝宝石晶片的亚表面损伤层深度分别为48.85μm和7.02μm,而相同粒径固结磨料加工的亚表面损伤层深度分别为5.47μm和3.25μm。固结磨料研磨后的工件表面粗糙度也优于相同粒径的游离磨料加工的工件。固结磨料研磨方式对于蓝宝石单晶表面研磨质量的改善和亚表面损伤层深度的降低具有显著的效果。

铌酸锂晶体的研磨亚表面损伤深度

针对光学材料研磨过程引入的亚表面损伤层（SSD）深度对工件的抛光工序效率和表面质量的影响,探索了光学材料在研磨过程中的亚表面损伤规律。采用角度抛光的方法测量了软脆材料铌酸锂（LN）晶体的损伤层深度,分析了研磨方式、磨粒粒径和研磨压力对工件亚表面损伤层的影响规律。结果表明：研磨方式对损伤缺陷的影响最为显著,相同研磨条件下游离磨料研磨后的损伤层深度约为固结磨料研磨的3~4倍,游离磨料研磨后工件亚表面存在多处圆弧形裂纹,固结磨料研磨后主要显现细小裂纹和＂人＂字型裂纹;当磨粒粒径从W28下降到W14后,游离研磨的亚表面损伤层深度下降至原来的45%,而固结研磨的损伤层深度下降至30%;另外,研磨压力的降低有利于减小工件的亚表面损伤。该研究对LN晶体研磨方式及研磨工艺的选择具有指导意义。

热等离子弧对钢表面淬硬深度的影响

有 3种连接方式可以用于等离子弧钢的表面淬火工艺 :转移弧、非转移弧和联合弧。本文对比了这 3种连接方式的等离子弧对钢表面淬硬深度的影响。试验结果表明 ,转移弧和联合弧的加热效率比较高 ,可以获得比非转移弧更深的淬硬深度 ,但小口径的非转移弧或联合弧的电弧燃烧稳定 ,比较适合用于等离子弧淬火处理。

工程陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型研究

使用金刚石砂轮磨削是对陶瓷进行加工最常用的方法,但由于磨削抗力大,使被磨陶瓷零件常常会产生裂纹等表面损伤。文章基于压痕断裂力学建立陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型,通过针对氮化硅材料进行单行程磨削实验和表面裂纹损伤深度观测实验,确定了损伤深度模型中的参数,并对模型预测结果和实验结果进行比较,验证了陶瓷磨削表面裂纹损伤深度模型的有效性。陶瓷磨削亚表面裂纹损伤深度正比例于磨削深度和工件台速度,反比例于砂轮转速,其中磨削深度对陶瓷磨削表面裂纹损伤深度的影响最高。运用该模型,根据磨削输入参数可以预测和控制陶瓷的磨削损伤深度,从而可以优化陶瓷磨削过程,提高磨削效率、降低加工成本和降低加工损伤。

工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤深度预测

工件旋转法磨削是大尺寸硅片正面平整化加工和背面减薄加工的主要方法,但磨削加工不可避免地会在硅片表面/亚表面产生损伤。为了预测工件旋转法磨削硅片产生的亚表面损伤深度,优化硅片磨削工艺,根据工件旋转法磨削过程中硅片磨削表面的几何轮廓参数、硅片磨削表面的材料去除机理和压痕断裂力学理论建立了磨粒切削深度、表面粗糙度Ra和亚表面损伤深度之间的数学关系,推导出工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤深度预测模型,并通过硅片超精密磨削试验对模型进行了验证与分析。结果表明,工件旋转法磨削硅片的亚表面损伤深度随表面粗糙度Ra的增大而增大,通过预测模型计算的磨削硅片亚表面损伤深度预测值与硅片亚表面损伤深度实测值的误差小于10%,建立的亚表面损伤深度预测模型能够为超精密磨削硅片的亚表面损伤控制和硅片高效低损伤磨削工艺的优化提供理论指导。

游离磨料和固结磨料研磨后亚表面裂纹层深度研究

不同研磨方式加工K9玻璃产生不同的亚表面裂纹层深度,亚表面裂纹层深度的测量对确定材料下一步的加工去除量和提高加工效率具有重要意义。利用磁流变抛光斑点法测量游离磨料和固结磨料两种方式研磨后的亚表面裂纹层深度,每种研磨方式选用粒径分别为W40和W14的两种磨料。结果表明:磨粒粒径为W40和W14的游离磨料研磨后K9玻璃的亚表面裂纹层深度分别为20.1μm和3.646μm,而对应固结磨料研磨后的深度分别为3.37μm和0.837μm。固结磨料研磨在加工过程中能有效减小K9玻璃的亚表面裂纹层深度,提高加工效率和工件表面质量,改善器件的性能。

磨粒尺寸对FAP研抛工件亚表面损伤层深度的影响

建模分析了固结磨料研抛过程中结构因素与工艺参数对磨粒切入工件深度的影响;采用BOE分步腐蚀法测量了不同磨料粒径FAP研抛后K9玻璃、熔石英玻璃亚表面损伤层深度;建立了亚表面损伤层深度与磨粒粒径之间的相关关系。结果表明:固结磨料研抛条件下,工件亚表面裂纹层深度与工件特性、研抛垫特性及磨粒尺寸相关;基于平均切深的亚表面损伤层模型与实验结果有较好的吻合度。为固结磨料研抛垫的设计与工艺参数的制订提供了理论依据。

高碳钢丝表面缺陷深度对扭转性能的影响

采用线切割的方法,并在钢丝上人工制造出表面缺陷,研究表面缺陷对高碳钢丝扭转性能的影响。结果表明,钢丝表面缺陷明显降低钢丝的扭转次数,钢丝直径越小,缺陷深度对钢丝扭转性能的影响越显著。对于φ3.5 mm和φ1.6 mm的高碳钢丝,当表面缺陷深度达到0.10 mm时,钢丝的扭转性能明显降低;当表面缺陷深度分别超过0.40 mm和0.20 mm后,钢丝的扭转性能基本丧失。在钢丝表面缺陷与钢丝轴向垂直的条件下,由于钢丝扭转的中心进行重新分布,向缺陷相反的方向移动,缺陷处应力并未向轴线方向发展,因而钢丝呈现平断口形貌。

激光诱导击穿光谱对金属、陶瓷文物成分的表面及深度分布分析

采用激光诱导击穿光谱结合激光共聚焦显微镜,对河南省上蔡郭庄楚国墓葬群出土的青铜器和故宫博物院灵沼轩的陶瓷砖成分进行表面及深度分布分析。研究表明,青铜器表面的腐蚀层元素分布不均匀,可能源于周围的土壤环境和周围器物,或者从内部到外部的离子外移等,但基体组成相对比较简单。通过分析青铜器腐蚀层成分的深度分布可以了解腐蚀层的腐蚀机理,从而为青铜器的保护提供科学方法;陶瓷的透明釉层和釉彩料层元素分布均匀,釉彩料层存在一定的硼元素,而透明釉中则不含硼元素,原因在于硼元素可有效降低釉的熔融温度范围和表面张力。进一步利用共聚焦显微镜测试剥蚀深度,结合得到的光谱估算出了不同釉层的大概厚度。

轴类零件表面划痕深度测量系统设计

针对某些轴类零件表面上划痕深度的测量,提出了基于直射式激光三角法的测量系统。利用激光三角法测距的基本原理,设计了以单轴十字滑台为移动元件,激光发射接受装置和高精度CCD为测量元件的零件表面划痕深度测量方案。试验结果表明,该测量仪器能够实现轴类零件表面划痕深度测量的快速性和准确性,响应迅速,测量精度可达0.001mm。

离子发动机加速栅极腐蚀深度的DFF测量与数值模拟

使用聚焦深度表面测量(DFF)方法对加速栅极下游表面腐蚀深度进行了测量,并将测量结果与数值模拟结果进行了比较,所使用的数值方法为PIC-Monte Carlo方法.利用数值模拟程序对离子发动机栅极腐蚀进行了数值模拟.以氙为推进剂,栅极材料为钼.用蒙特卡罗方法模拟了氙离子与中性氙原子之间的电荷交换碰撞.模拟得到了加速栅极下游表面离子溅射腐蚀的深度分布,腐蚀模式与"Pits and grooves"模式相吻合.

基于路面表面纹理的轮胎/路面噪声分析

采用全自动路面纹理测量系统和随车声强法分别对路面表面纹理及轮胎/路面噪声进行测试,并对路面最大纹理深度以及路面声压水平进行分析,结果显示,拉毛+横向不间距刻槽路面的声压水平最大(为108.5d B),且声压变异系数较大,易产生尖锐噪声;拉毛、拉毛+横向等间距刻槽、纵向等间距刻槽+拉毛及金刚石磨耗路面声压水平较低,且变异性也较小;不同类型的路面横向和纵向最大纹理深度与轮胎/路面噪声具有一定的相关性,通过路面纹理与路面声压水平相关性的研究对水泥混凝土路面抗滑处理施工中具有一定的指导意义。