基于空间相移技术的航空复合材料激光散斑无损检测仪的研制

简单介绍了无损检测技术的几种方法,并对激光错位散斑的原理进行了阐述。然后介绍了华工百川公司自行研制的复合材料无损检测仪,以及对缺陷检测效果的进行了分析与改进。

空间相移法在双频光栅轮廓术中的应用

本文提出了一种结合修正空间三点相移和双频光栅投影技术来测量含复杂突变三维物体面形的方法。首先介绍了修正空间三点相移和双频光栅投影技术的基本原理,然后通过计算机模拟和实验,证明了该方法的有效性。

基于空间相移技术的平面干涉仪系统设计

时域相移技术由于需要在时域采集多幅干涉图而只擅长用于静态检测。为改善测量的动态特性，现提出了基于空间相移技术的平面干涉仪系统。采用基于偏振干涉和光栅分光的单CCD成像空间相移系统设计方案，设计了具有折叠式布局特点的干涉仪光路系统，建立了系统机械结构三维模型，结构紧凑、调整方便，并运用四步相移算法进行了模拟试验后数据处理。结果表明，所设计系统能够满足动态测量要求。

大视场马赫-曾德尔空间相移双成像系统

在基于马赫-曾德尔剪切散斑的干涉双成像系统中,剪切量的大小方向与空间载波大小方向可独立调节。系统在一个较小剪切量下有较大空间载波,检测质量较高。在传统马赫-曾德尔双成像系统中,相机的成像透镜放置在剪切系统后部,测量视场受剪切系统中第一块分光棱镜尺寸的限制,视场较小,效率较低。针对该问题,介绍了一种改进的空间相移马赫-曾德尔双成像系统。该系统将成像透镜放置在马赫-曾德尔剪切系统的前部,保留了双成像系统原有的剪切量与载波独立调节的优势,同时扩大了视场,提高了检测效率。对内含缺陷的被测物进行测量,证明了系统可用于缺陷检测。实验证明了可以通过更换成像透镜来改变该系统的视场,并与传统马赫-曾德尔双成像系统进行了对比,结果显示所提系统的视场较大。

基于单帧变形条纹的空间相移轮廓术

针对当前单帧条纹技术存在的精度受到影响等问题及传统相位测量轮廓术受多帧采集限制的情况,提出了一种基于单帧变形条纹的空间等步相移轮廓术。先提取所采集的单帧变形条纹图的零频成分,通过滤除背景光并归一化处理,可获得振幅为常数1的纯交流正弦变形条纹,当该纯交流正弦变形条纹与该条纹顺延若干像素后的正弦变形条纹相加时,根据和差化积即可获得一幅新的具有一定相移量的纯交流正弦变形条纹,依此反复即可获得5帧相移变形条纹,从而可以利用5帧相移解相算法重构待测物体的三维面形。实验验证了本方法的可行性和实用性。与传统相移轮廓术相比,所提方法仅需要获取一帧变形条纹图,无需采集多帧变形条纹,可以实现实时三维测量,而与傅里叶变换轮廓术相比有更高精度。

组合变流器载波相移空间向量调制(CPS-SVM)技术

研究了高压大功率变频调速逆变器中3电平逆变器频率调制技术,综合相移SPWM组合变流器的拓扑结构与空间向量调制(SVM),提出了组合变流器载波(CPS)相移CPS-SVM技术。该技术不仅具有相移SPWM的优点,而且具有普通sVM技术所具有的器件开关频率降低1/3、直流电压利用率提高15％及便于数字实现等优点。

空间载波相移法理论研究

到目前为止,在动态条纹图处理方面,空间载波相移技术(SCPS)已经发展了多种不同的方法。现基于车间条件下实时自动化测量为目的,通过对不同SCPS方法的对比及不同误差源影响的分析,从理论上论证了任意N-point技术和修正五点方法的优越性,并为实用化提供了一个便捷的思路。

空间载波相移法用于全息CT测量气体温度场

为了能从干涉图像中快速识别相位,将空间载波相移法用于实时全息检测,以电热丝周围的气体为研究对象,采用单次曝光法作了实时全息实验,获得两种干涉图像,结合全息CT技术,均得到了待测气体的温度场。研究结果经比较表明,该方法在实时全息干涉测量中,不但可行,而且准确度高,便于实际应用。

电容钳位多电平逆变器的新型相移空间矢量控制

针对电容钳位多电平逆变器传统载波相移PWM方法的线电压谐波高、电容电压不易稳定控制、电压利用率较低等问题,提出了一种新型相移空间矢量调制(PS-SVPWM)策略。将传统PS-SVPWM引入到多电平电容钳位逆变器中,虽然提高了电压利用率,平衡了电容电压,但不能有效降低线电压谐波;对空间矢量调制中的三角载波进行改进,提出了新型PS-SVPWM策略。该方法在具备以上优点的基础上,有效降低了线电压谐波。以三电平电容钳位逆变器为例,详细阐述了新型相移空间矢量控制策略的调制原理,对于多电平电容钳位型逆变器,只需分层调制,省去大量的扇区划分和数学计算。以电容钳位三电平和五电平逆变器为例进行仿真验证,结果证明了该调制策略的正确性和有效性。

自适应空间载波相移算法

介绍了一种自适应空间载波相移算法。模拟和实验结果显示该算法能测量位相分布变化较剧烈的三维物面而勿须知道条纹载波频率;其模拟测量精度在无噪声情况下达到1-0 3rad。

电子散斑干涉测量中相移技术的新发展

电子散斑干涉测量技术是一种全场、非接触、高精度和高灵敏度的光学测量方法,广泛应用于航空航天和精密机械制造等领域。相移技术是电子散斑干涉测量中重要的技术,适用于电子散斑干涉测量的相移技术近年来得到了快速发展,出现了许多新的相移技术,包括时间相移技术和空间相移技术。其中4+2和4+1等快速相移技术的出现使得时间相移技术的应用从静态与准静态测量领域扩展到动态测量领域;而空间傅里叶变换技术则使空间相移技术朝着多维和同步动态测量等方向改进。对电子散斑干涉测量技术中的时间相移技术和空间相移技术的优缺点进行了比较,并介绍它们的发展近况。

基于两步相移干涉的微表面形貌检测系统

为了精确稳定地测量物体微表面形貌,设计了一种基于改进迈克尔逊结构的空间两步相移干涉系统。该系统在泰曼-格林偏振干涉仪的基础之上,使用改进的迈克尔逊结构实现分光,采用偏振方向分别为0°和45°的两偏振片作为相移器件,在单个CCD相机中同时记录两幅具有90°相移的干涉图像,然后由离散希尔伯特变换法提取相位,获取物体表面形貌信息。搭建了两步相移干涉光路,并通过对玻璃平板表面的检测,验证了该系统的可行性。结果表明,在实验室环境下系统重复测量结果的均方根误差小于0.02λ,在实际微表面测量中具有良好的稳定性。

H桥级联多电平逆变器相移SVPWM技术的研究

载波相移SPWM调制法是级联型逆变器的主流控制方法,其等效载波频率高、谐波特性好、功率单元之间输出功率平衡。而空间矢量法谐波特性好、电压利用率高、控制方法简单便于数字实现。文中针对H桥级联型多电平逆变器的结构特点,综合采用载波移相SPWM法和空间矢量法,并用一种新的空间矢量算法取代传统的方法。该算法中无需三角函数和无理数计算,计算过程非常简单,节约了计算时间,结果更为准确。最后通过系统仿真验证该算法的正确性和有效性。

基于空间载波的单波长剪切散斑干涉面内面外变形导数同时测量方法

剪切散斑干涉技术是测量物体变形导数的重要方法之一。针对单波长双光束面内面外变形导数测量系统中的干涉图获取问题,提出了一种基于空间载波的单波长剪切散斑干涉的面内面外变形导数同时测量方法。首先设计了一种单波长剪切散斑干涉测量光路。在该测量光路中,激光垂直入射到待测物表面,采用两个光轴相互垂直的偏振片来保证两个观测方向的光束偏振态相互垂直;使用透镜-光阑组合的马赫-曾德剪切装置来实现剪切量和载波量的独立调整。然后在剪切量一致的情况下,引入两个不同的载波频率,实现剪切散斑干涉图的相位频率分量在频谱中的分离,并通过空间载波相移技术从记录的剪切散斑干涉频谱图中提取与面内面外变形导数相关的相位分量。最后对载频的引入进行了分析与设计,同时进行了带槽口的三点弯曲实验板的变形测量。实验测量结果与仿真分析吻合,验证了该实验测量系统的可行性。

光学干涉计量中的位相测量方法

对光学干涉计量中常用的位相测量方法进行了综述 ,包括时间相移法、空间相移法、空间载波相移法和 Fourier变换法以及位相展开问题 .

基于散斑干涉的相位测量技术研究

本文对几种基于散斑干涉方法的相位测量技术进行了研究与比较,包括时间相移法、空间相移法、空间载波相移法以及空间载波傅立叶变换法,分析和比较了这些方法的优缺点,并对时间相移法和空间载波傅立叶变换法进行了试验研究。

基于狭缝光阑的剪切散斑干涉动态测量

为了精确、实时地测量物体表面的动态形变,提出了基于狭缝光阑的空间载波剪切散斑干涉系统。该系统通过倾斜迈克尔逊干涉仪的一个平面镜来产生剪切量和载波频率,实现空间频谱的移动;采用一个可调节的狭缝光阑控制散斑大小和空间频谱宽度。基于傅里叶变换与反变换在空间频率域上提取所需的频谱并计算相位图,最后通过一幅干涉条纹图得到相位分布信息。采用该系统对一个中心加载、四周固支的薄铝板进行了动态测量,分析了光学系统参数对测量结果的影响。结果表明,采用像素尺寸为4.65μm×4.65μm的高分辨率相机,焦距为8mm的成像镜头,设置剪切量为25mm,狭缝光阑X方向的尺寸为1mm时,可得到高质量的剪切散斑相位图。该方法可以在25frame/s的采集速度下,以43.6°的视场角实现动态形变的测量,可测形变峰值为0.5~30μm。

基于最小二乘迭代的空间载波相移算法

为了解决空间载波相移(SCPS)法中载波频率不确定引入的误差,提出了一种基于最小二乘迭代的空间载波相移算法.先将单幅随机空间载波频率干涉图转化成四幅随机相移量的时域干涉图,然后用最小二乘迭代求得相位信息.模拟计算和实验结果表明,该算法只需10次左右的迭代计算就可实现算法峰值(PV)精度优于λ/20,均方根(RMS)精度优于λ/200,高于快速傅里叶变换(FFT)法;通过提高空间载波频率,使载波方向接近45°或135°可提高该算法的精度.

Investigation of Mode and Modulation Responses in Semiconductor PS-DFB Lasers:Use of a Vector-Newton Method

A numerical model for steady state analysis and analytical expressions for the AM and FM modulation responses of DFB lasers are presented.The small signal modulation responses of 3 phase shift(PS) DFB is investigated for the first time.A new method(Vector Newton method) to obtain multiple longitudinal mode of DFB lasers is used.It is demonstrated that this method is suitable for obtaining multiple solution of high nonlinear equations.Longitudinal photon density distribution and multiple longitudinal mode of 3PS DFB and simple DFB lasers are analyzed.The results show that modulation response characteristics of 3PS DFB laser is as good as that of DFB,and PS can weaken the longitudinal spatial hole burning (LHSB) effect and is in favor of single longitudinal mode operating of lasers.

数字散斑干涉在振动测量中的应用

在动态测试领域中,数字散斑干涉技术常用到的相位处理方法有时间平均法和空间载波相移法。空间载波相移法因其简单性和实用性,被应用于双脉冲散斑干涉测量中。