1 青岛理工大学信息与控制工程学院,山东 青岛 266520
2 西安理工大学自动化与信息工程学院,陕西 西安 710048
针对基于2+1相移法的高反光表面三维测量,分析了强度饱和条纹图案的傅里叶频谱,引入了强度饱和条纹的三阶傅里叶级数表达形式,建立了强度饱和所致的包裹相位误差模型,提出了双2+1相移法。从精度和效率两方面进行了对比实验:对比传统的2+1相移法和自适应条纹投影的2+1相移法,双2+1相移法的相位误差分别降低了69.9%和65.2%;对比多曝光2+1相移法和自适应条纹投影的2+1相移法,双2+1相移法的测量效率分别提高了91.9%和63.9%。
高反光表面 强度饱和条纹 相位误差模型 双2+1相移法 光学学报
2023, 43(20): 2012001
Author Affiliations
Abstract
1 School of Information and Control Engineering, Qingdao University of Technology, Qingdao 266520, China
2 School of Automation and Information Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an 710048, China
We propose a method for reconstructing non-diffuse surfaces based on the -phase-shifted two-plus-one phase-shifting method. First, we introduce a 2fH + a + 2fM + 2fL method for unwrapped phase extraction. Subsequently, we introduce a new set of -phase-shifted 2fH + a/2 + 2fM + 2fL fringe patterns with halved background intensity. The saturated pixels will be replaced with the unsaturated pixels in the -phase-shifted fringe patterns. Finally, we analyze eight fringe replacement cases and give the corresponding phase calculation, and further give the general formulas. Experiments confirm that the sum of the phase error of the proposed method is 81.4% lower than that of the traditional method, and 61.5% lower than that of the adaptive fringe projection method.
non-diffusion π-phase shift two-plus-one phase shift Chinese Optics Letters
2023, 21(10): 101202
齿轮箱的振动信号当中包含齿轮运转过程中的所有特征信息,通过采集分析振动信号即可掌握设备当前运转状态。采集齿轮箱振动信号的方法有很多,利用激光自混合干涉原理实现的非接触式测量手段具有极其独特的优势:一是该方法能采集到齿轮箱故障早期的特征信号,以便及时采取对应措施;二是该方法在测量过程中无需破坏齿轮箱箱体表面即可得到检测所需的特征信息;三是相比于安装加速度传感器,该方法对箱体附着的反光镜片产生的影响很微小,可忽略不计。在实验过程中,人为制作行星轮磨损故障并采集故障特征信号,然后使用希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)信号处理方法对采集到的行星轮的故障振动信号进行提取,并分析HHT所得到的各阶固有模态函数(IMF)分量以及希尔伯特谱。从希尔伯特谱中能够分析得出齿轮磨损故障的周期,所得结果与理论值对比吻合良好,说明该方法能够有效地检测齿轮箱振动故障。
仪器、测量与计量 振动信号 故障诊断 自混合干涉技术 希尔伯特-黄变换 激光与光电子学进展
2022, 59(23): 2312002
1 中国电子科技集团公司第十三研究所,河北 石家庄 050051
2 专用集成电路国家级重点实验室,河北 石家庄 050051
基于最新研制的小阳极结反向并联肖特基二极管芯片,设计和制造了320~360 GHz固定调谐分谐波混频器。混频器的结构采用的是传统电场(E)面腔体剖分式结构:将二极管芯片倒装焊粘在石英基片上,再用导电银胶将石英电路悬置粘结在混频器下半个腔体上。电路设计采用场路相结合的方法:用场仿真软件建立混频电路各个功能单元的S参数模型,将它们代入非线性电路仿真软件中与二极管结相结合进行混频器性能整体仿真优化。最终测试结果表明,谐波混频器的双边带在4~6 mW的本振功率驱动下,在320~360 GHz超过12%带宽范围内,双边带变频损耗均小于9 dB;混频器在310~340 GHz频带范围内,双边带噪声温度最低为780 K。声温度最低为780 K。
固定调谐 谐波混频器 反向并联 变频损耗 fixed-tuned sub-harmonic mixer anti-parallel conversion loss 红外与激光工程
2022, 51(12): 20220168
1 国网上海市电力公司 电力科学研究院, 上海 200437
2 上海飞博激光科技有限公司, 上海 201821
3 国网上海市电力公司, 上海 200122
为了满足多种材质的绝缘子系统应用, 采用自主研发的能量达2mJ的主振荡功率放大器脉冲光纤激光器进行了激光清洗实验。分别进行了玻璃、陶瓷及硅橡胶绝缘子的激光清洗实验验证, 取得了各自的最佳清洗激光参数, 同时分析绝缘子清洗速率、激光脉冲参数与清洗效果的关系。结果表明, 在最高10m/s的激光扫描速率下, 可取得3.4cm2/s的清洗效率, 该激光系统可高效地用于多种材料表面清洁。这一结果对电力绝缘子激光清洗应用提供了重要的参考意义。
激光技术 激光清洗 主振荡功率放大器光纤激光器 电力绝缘子 laser technique laser cleaning master oscillator power amplifier fiber laser electrical insulator
1 安徽师范大学物理与电子信息学院, 安徽 芜湖 241002
2 光电材料科学与技术安徽省重点实验室, 安徽 芜湖 241002
为提高激光诱导击穿光谱技术 (LIBS) 对水中重金属元素含量的检测精确度, 将 LIBS 技术分别与单变量定标 (SVCC) 和偏最小二乘法 (PLS) 分析方法相结合, 对 Cr、Mn、Ca 混合水溶液中的金属元素进行了定量分析。利用 PLS-LIBS 技术研究了样品中共存元素对分析元素的影响, 研究结果表明分析元素的检测精确度受共存元素的影响较大, 将共存元素与分析元素的分析线强度同时作为 PLS 模型的输入变量, 得到的分析元素浓度总预测相对误差明显减小。利用 SVCC-LIBS 方法检测 Cr、Mn、Ca 元素的浓度总预测相对误差分别为 14.3%、8.46%、6.35%, 而利用 PLS-LIBS 方法各相对误差分别改善至 2.30%、0.74%、0.03%, 其中 Mn 元素的浓度预测相关曲线线性度 R2 由 SVCC-LIBS 方法的 0.985 改善至 0.999, 表明 PLS-LIBS 技术能有效提高混合水溶液中微量金属元素的检测精确度。
光谱学 激光诱导击穿光谱 混合水溶液 金属元素 偏最小二乘法 共存元素 检测精确度 spectroscopy laser-induced breakdown spectroscopy mixed aqueous solution metal element partial least-squares regression coexisting element detection accuracy
武汉三源特种建材有限责任公司, 武汉 430080
本文研究了一元缓凝体系和二元复合缓凝体系对高强磷酸镁修补砂浆凝结时间、流动性能和力学性能的影响。结果表明: 在一元缓凝体系中, 与硼砂和三聚磷酸钠相比, 单掺蔗糖的缓凝效果最优, 但蔗糖掺量过高会显著降低磷酸镁修补砂浆的流动性能和早期力学性能; 在二元复合缓凝体系中, 硼砂和蔗糖组成的二元缓凝体系的缓凝效果优于硼砂和三聚磷酸钠组成的二元缓凝体系, 在硼砂5%(质量分数)和蔗糖2.5%(质量分数)时, 磷酸镁修补砂浆的凝结时间达到18 min, 流动度为230 mm, 1.5 h、3 d和28 d强度分别为22.6 MPa、56.8 MPa和62.4 MPa, 实现了磷酸镁修补砂浆在凝结时间和早期强度之间的动态平衡。
磷酸镁水泥 修补砂浆 复合缓凝剂 蔗糖 硼砂 三聚磷酸钠 凝结时间 流动度 magnesium phosphate cement repair mortar complex retarder sucrose borax sodium tripolyphosphate setting time fluidity