气体泄漏红外成像检测系统的性能测试方法研究

气体泄漏红外成像检测技术以其高效率遥测成像等显著优势成为气体泄漏检测的有效手段之一,针对此类系统探测能力的评价方法不全面的问题,通过改造MRTD测量靶标及方式,提出了适用于被动式气体红外成像检测系统性能的最小可分辨气体浓度MRGC(minimum resolvable gas concentration)评价方法,设计并搭建了MRGC性能测试系统,并以乙烯气体为检测目标进行了测试,测试结果与系统MRTD曲线的变化趋势具有较好的一致性.

气体泄漏红外成像检测技术发展综述

气体泄漏红外成像检测技术以其高效率、大范围、动态直观等显著优势成为气体检测领域的研究热点之一。比较了气体泄漏主动/被动红外成像检测技术的优缺点及其典型技术,重点介绍了国内外较为成熟的具有代表性的气体泄漏被动红外成像系统,特别是被市场广泛接受的应用性产品的技术特点及其采用的气体红外图像处理方法等关键技术。鉴于国内在技术成熟度和市场占有率等方面的不足,全面分析了气体泄漏红外成像检测技术进一步发展的技术方向及存在的问题。

宽波段气体泄漏红外成像检测系统设计

有毒有害气体的泄漏不仅污染环境,而且威胁人民生命财产安全,世界各国都非常重视快速有效的气体泄漏检测技术的研究和仪器开发。针对这一问题,提出了宽波段气体泄漏红外成像检测系统设计方案,主要包括宽波段红外光学镜头、子波段滤光片及切换装置、宽波段非制冷焦平面探测器、视频处理及系统控制电路等组成部分,充分利用非制冷探测器的无光谱选择特性,结合热图像非均匀性校正和数字细节增强处理算法,实现了对不同种类气体泄漏的高灵敏度检测,提供了适合人眼判断的气体泄漏视频图像显示结果。整个系统具有可检测气体种类多、检测范围大速度快、气体泄漏痕迹明显增强、系统便携性突出、成本相对较低等特点。

转轴转角定位误差测量方法与误差分析

提出了一种基于光纤激光自准直转轴转角定位误差测量的方法,建立了包含转轴运动误差以及安装误差的误差模型,仿真分析了23项误差对转角定位误差测量的影响,结果表明仅有参考转轴与待测转轴之间的4项安装误差的影响量与转轴旋转角度相关,且只需精细调整其中两项角度安装误差即可保证影响量小于0.2″。利用所搭建的测量装置对某分度盘的转角定位误差进行了测量,三次测量重复性偏差约为0.9″,与光电自准直仪对比的最大偏差约为0.6″。结果表明:利用该测量方法和测量装置可以实现转轴转角定位误差的全周范围高精度测量,验证了所提出模型的有效性。

最小可分辨气体浓度的等效测试评价方法

最小可分辨气体浓度(MRGC)是最新提出的一种客观评价气体泄漏红外成像检测系统的性能参数,但MRGC测试系统较为复杂.本文首先推导建立了MRGC的数学模型,然后在比较MRGC与常规热成像系统的最小可分辨温差(MRTD)性能参数模型原理以及测试方法的基础上,依据最小可分辨辐射响应差相等的条件,提出了一种气体泄漏红外成像检测系统的MRGC等效测试评价方法,并对乙烯气体进行了MRGC的直接测量与等效测试结果的比较.结果表明两者具有较好的一致性,是一种可行的普适测试方法.由于等效测试法只需常规MRTD测试结果及气体红外光谱数据库,方法简单可靠,具有推广应用价值,对气体泄漏红外成像检测系统的研发和应用具有重要的意义.

微光(可见光)／红外彩色夜视技术处理算法及系统进展

彩色夜视技术是国内外重点发展的关键技术之一,将多波段图像融合成一幅适于人眼观察及目标探测的彩色图像。按照彩色夜视融合算法进展及融合结果的自然感程度,介绍并分析了基于色彩传递的自然感彩色夜视算法及最新进展,基于ICA域的真彩色融合算法。随着先进夜视成像装置和实时信号处理技术的飞速发展,国内外已提出多种彩色夜视融合系统,部分已进入使用/装备阶段。介绍并分析了几种已使用/装备的光学式实时彩色夜视融合系统和数字式实时彩色夜视融合系统。

双波段红外光学系统设计与像质评价

双波段/多波段成像技术受到普遍重视，使得双波段光学系统特别是中、长波红外成像系统成为研究的热门之一。设计了折反射式光学系统、离轴三反射式光学系统和全折射式光学系统，分析了3种不同类型光学系统及其成像性能。采用了能同时响应中、长波红外的探测组件，系统的主要技术指标为：工作波段3-5μm、8-12μm，F/#=2，2ω=5.74o，f’=100 mm，全视场畸变〈2%，空间频率16.7 lp/mm处的MTF〉0.4。对3种不同类型系统的特点进行分析和研究，给出了各种像差曲线和光学传递函数曲线，总结了3种不同类型光学系统的优缺点。

基于FPGA的可见光/红外双通道实时视频融合系统

在已有基于色彩传递的双通道自然感彩色视频图像融合算法及DSP实时处理平台的基础上,采用Xilinx公司的XC5VLX50T FPGA为核心处理器件,配以少量外围器件研制成基于FPGA的可见光/红外双路自然感彩色视频融合系统,可为观察者提供包含可见光/热红外信息的自然感彩色融合视频图像。系统输出图像色彩更接近自然,使得两个通道的原有信息同时得到了更好的表现。基于FPGA的双通道自然感彩色融合系统不仅可实现实时视频融合,而且相对原有DSP处理系统,处理延时明显缩小,可在1帧内完成相关的预处理和色彩传递处理,适合动态场景下的双通道(微光/微光、可见光/热红外、微光/热红外、中波/长波热红外等)视频自然感彩色融合系统应用。

基于场景理解的双波段彩色融合图像质量评价

图像质量评价是双波段彩色融合处理算法及系统评价的基础,文中研究了一种可见光与红外彩色融合图像质量评价方法。提出了基于场景理解的图像感知质量PQSU综合评价指标,选择三类典型场景彩色融合图像进行了主观视觉评价实验;通过对已有评价指标与PQSU综合指标的主观评价实验结果进行多元线性回归分析,建立了PQSU的预测模型。结果表明:融合图像的场景颜色协调性与自然感高度相关;利用图像清晰度和颜色协调性可以有效地预测PQSU;针对不同场景类型,已有评价指标在PQSU的预测模型中所占的权重有所不同,但预测模型的基本形式保持不变。文中提出的PQSU及其预测模型为进一步发展融合图像质量客观评价模型奠定了基础。

气体泄漏的单点探测器与红外成像检测的灵敏度模拟分析

危险气体泄漏引发的事故及灾难对人身安全和社会稳定造成巨大威胁,及时有效地检测到气体泄露、定位泄漏源以及评估气体扩散趋势等成为研究人员关注的热点。与目前各种单点气体探测器固定位置并通过气体扩散进行泄漏气体探测不同,基于红外焦平面探测器的红外成像气体泄漏检测技术对可能的泄露点进行成像检测。由于这两种探测器本身的灵敏度差异较大,且工作原理也有所不同,所以如何评价两者的探测效率成为人们关心的问题。因此,基于计算流体力学软件FLUENT对两种探测器在室内空间环境的检测灵敏度进行了模拟分析,比较了两者在实际应用中的优缺点,指出红外焦平面探测器在响应速度和实际检测灵敏度等方面的独特优势,对红外成像气体泄漏检测技术的进一步发展具有推动作用和借鉴意义。

一种中红外腔增强甲醛检测系统的研制

介绍了研制的一种基于共轴锁模腔增强吸收光谱技术的中红外甲醛气体检测系统。系统采用了发射中心波长为3.6μm的带间级联激光器为光源,以高精度F-P谐振腔作为气体反应池,通过激光在谐振腔内的多次反射极大地提高了有效吸收路径。为了实现甲醛检测,利用Pound-Drever-Hall(PDH)技术将激光频率和腔谐振频率锁定至波长为3599.08 nm的甲醛吸收峰上。实验发现,谐振腔腔长容易受到外界环境的影响产生变化,导致系统失去锁定,产生测量误差;为了抑制这一现象,提高系统的准确性和抗干扰性,采用了动态PDH锁定技术,通过低频锯齿波信号对腔长进行小范围内的周期性调制,使得腔谐振频率在目标气体吸收峰附近缓慢来回变化;通过选择合适的扫描范围使得在扫描过程中激光与谐振腔保持频率锁定。系统通过光电探测器采集谐振腔透射光强信号,通过对腔透射信号进行拟合计算来确定甲醛浓度。为了验证检测系统的有效性、评估系统的性能,采用质量流量计配备了6种不同浓度的甲醛气体样品并开展了甲醛吸收光谱测量实验、系统标定实验和稳定性实验。实验结果显示,在0~10 mL·L^(-1)范围内,腔透射信号拟合值与甲醛浓度之间呈现出良好的线性关系;通过Allan方差分析得到当积分时间为1 s时系统检测下限为52.8 nL·L^(-1),积分时间为14 s时检测下限可以降至3.3 nL·L^(-1)。此外,通过增加谐振腔的腔镜反射率和腔长可以提高有效吸收路径,进一步降低检测下限。该系统灵敏度高、响应速度快,具有较好的抗干扰性和长期稳定性,在痕量甲醛检测方面具有广阔的应用前景。

怎样提高学生英语口语表达能力

兴趣是学好英语的强大动力,语言交流是学生获得更多知识和信息的一种方式,作为培养人才的英语教师应该把口语教学放在第一位。教师要使学生明确学习目的,激发其说英语的兴趣;要不断激发,并使兴趣得到巩固和持续;要帮助学生克服困难,延长学习兴趣,不断提高学习英语的主动性。教师要更新教学观念,通过教单词,不先领读;看图表达;自编故事;建立英语角,创造语言环境等方式,归还学生学习的主动权,不断提高学生英语口语表达能力。

转轴径向运动误差干涉测量的信号处理方法

转轴径向运动误差是转轴的重要误差项之一,严重影响数控机床等转轴相关设备的精度和性能。利用激光干涉配合伺服转轴可以实现转轴径向运动误差的测量,但由于待测转轴和伺服转轴的自身转速不匀、伺服响应延迟、跟踪不稳等原因,干涉测量信号存在持续微幅相位抖动,进而造成非线性误差难以有效修正,相位解算精度不高,测量误差大。针对这一问题,提出一种零值截取-阈值判定的干涉信号处理方法,成功消除了相位抖动的影响。设计并搭建了一套转轴径向运动误差的激光干涉测量装置,针对实测信号的处理结果表明,相比于传统修正方法,文中提出的修正方法使得转轴径向运动误差干涉测量信号解算的重复性由4.8μm减小到0.2μm,与标准仪器的对比误差由3.5μm降为2μm。

市政道路施工质量控制与管理

在社会经济飞速发展的带动下,使得民众思想意识发生了巨大的变化,这样也对市政道路工程提出了更高的要求。就市政道路工程来说,其是城市基础设施建设工作中的一项重要组成部分,工程建造所需要的资金大都是来自于政府的财政,所以这项工程具有较强的公益性。社会的飞速发展有效的推动了市政道路工程行业的发展壮大,与此同时也为城市道路建设工作带来了诸多的挑战,引发了大量的工程质量问题,正是因为这些问题的存在,不仅会损害到社会和谐稳定发展,并且也会对民众的正常生活产生诸多的制约,所以市政道路施工质量控制工作越发的受到了人们的关注。鉴于此,我们需要针对是市政道路施工质量控制和管理工作进行深入的研究分析,采用有效的方式方法来对其中所存在的问题加以解决,从而切实的保障市政道路工程施工质量和效率。

阴道超声波探头经直肠在妇产科诊断中应用

超声波的检查及设备的改进,使妇产科疾病的诊断更为快速、准确.以往的经腹部(transabdominal sonography,TAS)多用于产科的超声波,以后被经阴道(transvaginalprobe,TVS)检查取代,用于妇科疾病、早期妊娠等检查.

气体泄漏红外图像动态压缩及增强方法

气体泄漏红外成像探测具有高效率、远距离等显著优势。为了进一步增强观察人员对气体泄漏红外图像的细节感知,等效提高系统探测极限,提出一种基于双边滤波的气体泄漏红外图像动态压缩及增强方法,以气体泄漏红外图像特点为依据,对双边滤波和压缩合并过程进行控制,实现了气体泄漏红外图像细节的有效增强。实验表明,在实现从高位宽原始数据到低位宽输出显示数据压缩的同时,气体泄漏痕迹信息得到显著增强,且整幅图像具有较好的对比度,"光晕"现象得到有效抑制。

转轴激光多自由度运动误差测量综述

转轴为旋转运动提供了基准,是精密测量、加工、控制等设备的重要运动部件之一,在高端加工制造、航空航天、光学分析等领域具有重要地位。转轴在转动时具有六自由度几何运动误差,通过对六自由度误差的测量,建立误差补偿模型进行误差补偿,是目前世界上普遍采用的用于提高精密测量、加工、控制等设备精度的主要途径之一。综述了现有转轴激光多自由度误差测量方法,并分析了各种方法的优缺点,讨论了其发展趋势。

激光多自由度同时测量研究现状与发展趋势

仪器是获取信息的主要手段,是信息产业的支撑。快速准确地获得多种信息是测量仪器的一大发展趋势,也是信息时代快速发展的必然要求。激光多自由度同时测量具有测量效率高、多自由度误差参数同时测量等显著优点,克服了传统激光单参数测量获取信息有限、测量效率低下等缺点,成为数控机床误差测量等领域重要的研究方向。本文按照激光单自由度测量方法到多自由度同时测量系统集成的顺序,对目前激光多自由度同时测量方法和系统进行了较全面的介绍,分析了其优缺点,并讨论了激光多自由度未来的发展趋势。

Method for simultaneously and directly measuring all six-DOF motion errors of a rotary axis

We report a method for simultaneously and directly measuring all six-degrees-of-freedom(six-DOF) motion errors of a rotary axis. Such a method combines the principles of laser interferometry and laser collimation measurement. One reference rotary axis and two retro-reflectors are used to achieve simultaneous sensitivity to all six errors in a full-circle measuring range. As no separation models are required, our method is capable of dynamically measuring these errors in real time and conveniently determining the origin of the errors. An automatic measuring device is built. The effectiveness of our method is experimentally demonstrated.