基于光谱共焦技术的高精度非接触测头

为了解决光谱共焦非接触测头存在的量程较小、精度差等问题,设计了一种四片式大量程透镜组,并提出了一种基于Adam算法的峰值波长提取算法和一种分段拟合曲线标定方法。透镜组在大约470-730 nm波段内,位移测量范围可达4500μm。利用设计的透镜组搭建了测头系统,通过实验验证了使用Adam算法的位移误差为0.3μm,比质心法减小了68.3%,比传统高斯拟合法减小了26.0%,比抛物线拟合法减小了24.3%,而使用分段拟合方法的位移误差比使用传统多项式标定方法减小了92.4%。实验结果表明,所设计的测头系统可以实现较大量程的高精度非接触位移测量,为进一步研究基于光谱共焦技术的高精度位移传感器提供了理论和实验依据。

电容传感器处理电路

为减少电容传感器处理电路带来的测量误差,提高仪器的测量精度和稳定性,利用对称平衡电路,选用"零"温漂系数的电容作为参考,用于补偿温度变化引起的电子元器件参数漂移带来的误差;采取"中和电流"的方式,消除本体电容、寄生电容对测量结果的影响,提高了传感器的测量分辨率,降低了处理电路对驱动电缆的要求.实验表明,用1.5 m长的电容传感器测量油位,分辨率可达0.1 mm,常温下长期稳定性小于0.3 mm,与其他处理方式相比,精度从0.8%提高至0.18%.

气质联用检测食品接触材料纸和纸板的甲醛含量

采用气质联用技术建立一套检测食品接触材料纸和纸板中的甲醛含量的新方法。正交试验结果得出最佳衍生条件为:衍生温度60℃,衍生时间20 min,衍生试剂用量为每1 m L样品添加0.4 m L,萃取试剂为二氯甲烷。基于最佳处理条件下,采用外标法对甲醛进行定量,甲醛浓度在0.5 mg/L^4.0 mg/L呈现良好的线性关系,相关系数为0.998 8。经试验得出,本方法适用于食品包装材料纸和纸板样品中甲醛含量的检测,样品平均加标回收率为86%,相对标准偏差RSD为2.48%,方法检出限为0.78 mg/L。对路边摊手抓饼包装纸中甲醛含量的检测结果发现,与国标方法——乙酰丙酮分光光度法相比,两种方法的检测结果并无显著性差异。试验表明,本方法所检测的手抓饼包装袋中甲醛含量均超过了GB 9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》规定的15 mg/kg。

高精度波束形成的相控阵超声系统研究

为深入研究管道环焊缝缺陷特性,需要相控阵检测系统提供完全控制激励信号参数和获得接收回波信号的特性,针对该问题设计了32个模拟通道,可接入128个阵元,数字化频率达到125 Msample/s的相控阵超声检测系统。采用流水线式延时实现小数倍延时,脉冲发射延时精度为2.5 ns;使用Master-Slave结构的管理方式,在硬件上合理分配资源,对回波数据进行线性插值,同时根据脉冲的延时方案对各通道的插值数据进行存储,实现高精度数字波束形成。使用Hilbert变换提取形成波束在FIR滤波器滤波前后的包络,得到滤波后信噪比提高了9.4 d B。对标准试块进行缺陷检测实验,实验表明在深度上缺陷定位的相对误差为1.7%,相对于现有系统检测精度提高了接近2倍。

基于机器视觉的加工误差在线检测系统设计

针对加工零部件人工误差检测高劳动强度、低效率的问题,以及被检测工件的特殊形貌,设计了一套加工件装配过程在线检测系统,将基于计算机的非接触式视觉检测技术引入到工业生产线中。利用CCD相机捕捉工件表面形貌图像,结合图像噪声去除、边缘提取、阴影检测、模式特征句法分析、模板匹配等技术,在线检测工件生产流程中出现的误差。实验结果表明所设计的系统降低了操作人员的劳动强度,提高了零部件误差检测效率。

基于FPGA的图像实时处理系统的设计

设计了基于FPGA的图像实时处理系统,利用FPGA中IP核的内置缓存模块,通过乒乓结构读写,实现了图像数据在FPGA内部的缓存和提取。同时利用FPGA数据并行处理的特点,实现了图像的二值化和边缘提取等预处理,将图像预处理的时间由原来在DSP内的1s缩小到50ms以内,使实时图像处理成为可能。

双结构光视觉传感器圆钢在线测量系统的研究

以提高双结构光圆钢在线测量系统的精度为目的,分析了测量系统中双光面位置变化给测量结果带来的误差,由于机械调整精度低,提出利用交比不变原理对光面位置进行调整,解决了机械调整精度低的问题,减少了由两光面之间存在夹角而产生的测量误差。搭建了包含光面调整与传感器标定的实验平台。该系统重复测量精度在0.1 mm以内,测量相对误差小于0.10%。交比不变光面调整方法与机械光面调整方法相比,测量结果精度提高了0.082 mm,证明了实验方法的可行性。

基于嵌入式图像采集处理系统的二维码识别

对基于FPGA和DSP结构的嵌入式二维码图像识别系统的硬件架构设计方案作了讨论,主要介绍了包括CMOS图像传感器,FPGA,DSP,SDRAM,FLASH,RS—232等硬件在内的各个工作模块的功能实现,并在此平台上实现了二维码图片的识读,验证了平台设计的正确性、可靠性。该系统具有通用性强,编程灵活,很适合模块化应用的特点。

回转体测量机高精度标定技术研究

回转体测量机由回转工件台和测量架组成,能够在工件一次装卡条件下对回转体零件的内外轮廓参数进行高精度的快速检测。根据该测量机的结构特点,分析了测量机的各项系统误差,提出了测量架运动直线与回转轴线之间平行度、测头的测量方向与回转轴线的垂直度、测头偏心等系统误差的标定方法,建立了标定数学模型,剔除了由于标准件加工、安装等不确定度对标定的影响,降低了对标准件的加工精度要求。进行了标定和对比测量实验,结果表明,测量机标定后的系统误差小于2μm,对直径293.5mm、高度1500mm的回转体工件进行测量时,直径误差小于5μm,满足高精度测量要求。

二维枕形PSD信号处理系统的设计

设计了数字式位置敏感探测器(PSD)信号采集和处理系统,在现场可编程(逻辑)门阵列(FP-GA)中用数字算法代替加法器、减法器、除法器等模拟运算电路,实现了对PSD信号的处理,从根本上消除模拟器件带来的干扰信号影响,提高了信噪比。经实验验证,测量精度有所提高。

基于组合面型基准件的多参数测量方法

针对运动物体空间多维位姿检测过程繁琐、设备笨重及昂贵等问题,提出了一种可以完成运动体4个参数同时测量的光学非接触测量方法。该系统由旋转抛物面与平面构成的组合面型基准件和光学测头两部分组成。基于平面镜反射原理和组合面型基准件的面型特征,分别建立了运动轴的俯仰角、偏摆角和二维位移的角度测量模型,并完成了系统的精度评价与重复性实验。实验结果表明:该系统的测角精度为1.5″,位移精度为1μm,为机床误差辨识打下了基础。

回转体测量机的双向法在线温度误差补偿

回转体测量机以其效率高、精度高,在回转类零件测量中得到了广泛的应用。但是由于其自身的特点,测量精度受温度影响引起的漂移误差可达120μm。针对这一问题提出了一种在线温度误差补偿技术,通过双向法测量获得内外测量架的平移量和倾斜量,然后再对各高度的内外径值进行补偿。该方法计算简单,使用方便,并大幅度提高了测量精度。实验证明,这种补偿方法可以使尺寸测量结果的稳定性误差从136μm降低到15μm左右,大大提高了测量的稳定性。

基于交流电机电子模拟器的伺服系统检测技术

为解决伺服系统故障时无法准确判断故障的部位和原因,现场检查、排故困难等问题,设计开发了一种交流永磁伺服电机电子模拟系统,实现了伺服系统在线检测,通过MATLAB仿真以及在伺服系统设定转速500 r/min和1 000 r/min下的跟随实验,研究了交流永磁伺服电机电子模拟系统配合驱动控制系统工作的效果.结果表明:电机模拟系统能够模拟交流永磁伺服电机内部结构及负载,收集三相电流,计算伺服系统转速和角度,转速相对误差不超过10!,再现了交流永磁伺服电机及其负载的工作状态,并能模拟出准确转速及位置反馈信号,简单快速地实现了伺服系统的检测检验.

黑曲霉液体发酵制备蛋白酶的条件优化

采用麸皮、玉米粉、豆粕粉3种天然营养物质作为培养基材料,通过研究其组分配比,确定最佳培养基,通过单因素(加水量、发酵温度、发酵时间、pH)实验和四因素三水平正交试验优化发酵条件.研究结果表明,最佳培养基组成是:麸皮4 g、豆粕粉1 g、硫酸铵4 g、磷酸氢二钾0.3 g、氯化钙0.5 g;最适发酵条件是pH值7,加水量125 m L,在45℃下发酵120 h.在此条件下,黑曲霉液体发酵所生产的蛋白酶酶活力达到269.68 U/m L.

手术室设立患者等候区的护理体会

为洁净手术室设置了2个约100m2的患者等候区,将传统的患者入室流程病房→手术室改为病房→患者等候区→手术间。手术室的手术患者等候区避免了危及患者安全且影响手术的潜在意外情况,缩短了接台手术的衔接时间,提高了护理质量。

离轴三反系统中视轴的偏转误差研究

考虑到离轴三反系统内部结构和光路的复杂性,直接分析离轴三反系统内部各反射镜的偏转误差对视轴的影响难度较大。因此,提出一种将离轴三反系统模型简化为单反射系统模型来进行分析的方法,并在该模型的基础上建立离轴三反系统视轴偏转误差的计算公式。最后,利用Zemax软件创建离轴三反系统模型,通过变动反射镜位置来模拟系统视轴的变化,并得到成像点的坐标,再将得到的像点坐标代入计算公式求解出系统视轴的转动量。通过结果对比,求解出视轴的转动量相对于仿真的最大误差不超过4%,验证了基于单反射模型建立的理论分析方法的正确性。

基于天线电阻的海洋溢油检测技术

随着世界各国石油运输、海上油气开采活动的日益频繁,海洋石油污染事件不断发生,严重威胁海洋环境的可持续发展.提出一种基于天线电阻变化的海洋溢油检测技术.采用复镜像法分析了海面附近溢油及无油时天线的电阻变化,得到天线电阻与油膜厚度的对应关系.设计了溢油检测系统并搭建了实验平台,对1~16 mm厚的油膜进行检测,初步实验证明该检测方法可以检测到最薄1 mm的油膜,分辨力可达0.25 mm,且该方法具有较好的稳定性和实时性,重复性误差小于0.75 mm.

相控阵超声检测中的高速实时数据通讯系统

在超声相控阵无损检测技术中,需要对超声相控阵回波信号进行高速采集,如何对得到的大容量数据进行无缝实时存储和读取是一个技术难点。为解决此难点,提出一种以FPGA为主控制器,运用乒乓存储的思想,在一片FPGA中共用一个PLL和DLL对2个DDR SDRAM控制器进行控制的方法,上位机与下位机通讯使用EZ-USB FX2控制器,能够实现无死时间的大容量高速数据存储和传输。系统仿真及调试的最终结果表明,该系统能够对由1 kHz-4 kHz频率高压脉冲激发的、由125 MSPS AD采样采集到的16位数字回波信号进行稳定地实时存储和传输,上位机图像实时显示证明接收到的回波信号没有断层。设计应用于对大型石油储罐焊缝进行无损检测的超声相控阵自动检测设备中,能保证底层数据采集存储系统与上位机之间的数据实时交互。

跟踪机构精度检测的研究

影响激光跟踪干涉测量系统精度的关键部位是它的跟踪转镜机构 ,入射光在跟踪转镜上的入射位置偏离旋转中心 ,对测量精度影响很大 ,而且只能人工调整激光入射在跟踪转镜上的位置。本文从入射光和反射光出发 ,提出的检测方法对这一个问题的解决有一定的指导作用。

激光跟踪测量中三维跟踪机构的设计

作者在实验中发现 ,多路法激光跟踪干涉测量系统中的伺服机构直接影响着测量系统的准确度、范围和动态性能。本文提出了一种新的伺服机构 ,其结构简单 ,摩擦力小 ,动态性能好。通过测量实验 ,得出其测量误差小于0 5 % 。