东北大学机械工程与自动化学院, 辽宁 沈阳 110819
基于传统粒子追踪测速(PTV)技术的粒径分析方法只能通过几何成像检测粒径,无法对衍射成像尺寸远远大于几何成像尺寸的粒子图像进行分析。根据衍射成像原理,通过对激光-粒子散射光-CCD信号-图像灰度值物理流程的定量分析,提出确定微纳米级示踪粒子图像灰度值与粒径之间量化关系的模型,弥补了PTV技术在粒径检测方面的不足。基于PTV实验系统,应用数字相机和Micro Vec V3软件完成SiO2粒子图像的拍摄,运用所提模型对拍摄的粒子图像进行粒径分析。实验结果表明,所提方法具有较高的准确性。
成像系统 应用光学 示踪粒子 微纳尺度 图像灰度 光能量 电信号
1 中北大学 山西省光电信息与仪器工程技术研究中心，山西 太原 030051
2 中北大学 仪器科学与动态测试教育部重点实验室，山西 太原 030051
弹光调制干涉具调制的干涉光被探测器接收后输出高速变化的微弱电信号，能否将该电信号提取并放大输出对弹光调制-傅里叶变换光谱仪的研制至关重要。通过对调制干涉光进行理论分析，设计一种具有高信噪比和较高带宽的光电转换放大电路，主要由电源电路、光电转换电路、放大电路、理论通频带为100 kHz~3.5 MHz的带通滤波电路组成。实验结果表明：设计的电路能够将探测器输出的最大频率为1.6 MHz的信号放大至670 mV左右，实现了将探测器输出的微弱速变电信号从背景噪声中有效提取与放大，为后续傅里叶变换提供可靠数据。
弹光调制干涉具 高信噪比 高带宽 光电转换 微弱速变电信号 photoelastic modulated interferometer high signal-to-noise ratio high bandwidth photoelectric conversion weak electric signal of rapid change
1 天津大学 精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津 300072
2 泰格林纸集团(永州) 湘江纸业有限责任公司，湖南 永州 425000
基于时间差法的共焦测头测量的位移量是测头输出的光电信号中相邻驼峰之间对应时间差的一一映射。为了更加准确稳定地计算出光电信号中的时间差，本文分析了改进后测头输出光电信号的特点，指出了目前信号处理方法的缺陷，进而提出了相似形态分析法，用于计算相邻驼峰之间对应的时间间隔。实验数据显示，在采样频率为2 MHz的数据采集系统中，使用相似形态分析法计算得到的时间间隔的标准差为0.33 μs，高于最大值法的3.37 μs。结果表明，相似形态分析法计算结果准确，不受噪声的影响，对信号的前期处理要求低，易于实现，计算结果稳定且不受激光光强变动的影响和环境光的干扰。
位移测量 共焦测头 时间差 相似形态分析 光电信号 displacement measurement confocal probe time difference similar pattern analysis photo-electric signal
结合高斯光束电场分布和平面波分析方法，推导了高斯光束照射下零差测振系统光电信号的解析表达式，分析了由高斯光束引起的相对测量误差。分别讨论了探测器与光传输轴线的距离、探测器与光腰的距离、振动位移、光腰半径与测量误差的关系。并对特定参数的零差测振系统进行了数值仿真，仿真结果与理论分析吻合。结果表明：振动位移和光腰半径与测量误差的关系比较复杂，测量误差随振动位移增加而增大的同时呈周期性波动；光腰半径与测量误差的关系曲线出现一零值点和一极大值点。为高精度激光测量误差分析提供了理论依据。
高斯光束 零差测振系统 光电信号 测量误差 Gaussian beam homodyne vibrometer system photo-electric signal measurement error
利用10MHz高速数据采集和处理系统分析了激光自差信号的功率谱.其功率谱分布在低频区;当多普勒频移增大时,自差信号的带宽增加,功率谱对频率的积分收敛于信号的功率.实验结果还表明,利用高速数据采集和处理的分析方法,比频谱分析仪有更多的优点.
激光自差 光电信号 频谱分析
