北京理工大学 光电学院 光学测量实验室, 北京 100081
针对大批量球面光学元件曲率半径的快速、高精度、非接触测量难题, 提出一种基于差动共焦技术的批量元件曲率半径快速测量方法。先将一已知曲率半径的样件S0在其共焦位置进行扫描定焦, 获取其差动共焦曲线和线性段方程; 依次装卡同批次被测元件S1-Sn并无扫描地获得其离焦量; 根据样件曲率半径和被测件离焦量换算出被测样品曲率半径。仿真和实验表明, 精度可达12.2ppm, 同时测量速度比传统式差动共焦曲率半径扫描系统提高59倍。方法仅需1次扫描和N次快速装卡即可实现N件球面元件曲率半径的快速、高精度、非接触式检测, 为大批量球面元件的高效率、高精度加工检测提供全新途径。
差动共焦 曲率半径 快速测量 differential confocal radius of curvature high precision high efficiency0 引 言
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所 环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
3 桂林电子科技大学 计算机与信息安全学院, 广西 桂林 541004
浮游植物初级生产作为海洋生态系统的重要起点, 是海洋食物网的基础, 是衡量海水质量的重要指标。 为了准确测量、 监测和预测浮游植物初级生产力的时空变化及其对外部环境条件的动力学响应, 研究了一种基于叶绿素荧光动力学的测量技术, 研制出响应时间为1.6 min、 精度为4.86%的快速测量仪器。 仪器测得的浮游植物初级生产力与液相氧电极法测得的光合放氧速率的相关系数为0.991。 该仪器装备在中国海监101号实验船上, 用于黄渤海浮游植物初级生产力在线测量和垂直剖面测量。 测量结果表明, 渤海湾内的浮游植物初级生产力是湾外的1.1~1.4倍, 垂直剖面测量结果显示黄海区域各点位的浮游植物初级生产力的均与深度相关。 与传统方法相比, 所研制的仪器具有快速、 稳定、 无需样品培养等优点, 可为海洋生态环境评价提供先进的技术方法。
浮游植物 荧光动力学 光合荧光参数 初级生产力 快速测量 Phytoplankton Fluorescence kinetics Photosynthetic fluorescence parameters Primary productivity Fast measurement
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院环境光学与技术重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 安徽 合肥 230026
3 桂林电子科技大学, 广西 桂林 541004
4 安徽大学, 安徽 合肥 230039
浮游藻类群落结构是评价海洋生态环境状况的重要指标之一, 现有的研究主要基于现场采样实验室分析, 缺少快速在线自动、 原位剖面以及遥感地面验证技术装备。针对浮游藻类群落结构快速获取与遥感数据地面验证需求, 研究了基于离散三维荧 光光谱法的海洋藻类群落结构现场快速测量方法, 研发了海洋藻类群落结构原位在线测量技术仪器, 并开展了应用示范 与对比验证。结果表明, 基于离散三维荧光光谱法的海洋藻类群落结构测量技术能够快速准确地获取藻类群落结构及叶 绿素含量, 与现有技术相比, 具有测量快速、准确、稳定可靠等优势, 为海洋生态环境监测数据获取及遥感数据地面 验证提供了先进技术手段。
离散三维荧光光谱 藻类群落结构 快速测量技术 在线测量 discrete three-dimensional fluorescence spectrum algal community structure rapid measurement technology on-line measurement
暨南大学信息科学技术学院电子工程系, 广东 广州 510632
针对传统布里渊光时域分析(BOTDA)技术测量速度慢的问题,提出并设计了一个基于相干检测数字光频梳(DOFC)的快速BOTDA传感系统。利用相干检测DOFC,在不扫频的情况下重构传感所需的布里渊增益谱(BGS)和相位谱(BPS);结合BGS和BPS,传感光纤的布里渊频移分布可在不作任何平均处理的情况下快速获得,极大地缩短了BOTDA传感系统的响应时间。实验测试可知,传感系统在10 km传感光纤上的响应时间为0.1 ms,其温度和应变的探测精度分别达到了1.6 ℃和44 με,相应的温度和应力测量最大偏差分别为0.3 ℃和小于10 με。实验结果表明,基于相干检测DOFC的BOTDA传感系统可快速实现温度和应力的长距离、高精度传感。
光纤光学 传感系统 数字光频梳 受激布里渊散射 布里渊光时域分析 快速测量 激光与光电子学进展
2018, 55(11): 110602
1 91388部队, 广东 湛江 524022
2 中船重工集团第715所, 浙江 杭州 310023
为满足海水温度高精度快速测量的需求,提出了一种基于光纤法布里-珀罗(F-P)传感器的温度传感方案。该传感器由硅片和光纤尾纤组成,硅片作为光纤F-P传感器F-P腔的腔体,利用硅的热光效应和热膨胀效应实现温度的传感。采用基于二分法的交叉相关快速解调算法对光纤F-P传感器进行高精度的快速解调。对制作的光纤F-P温度传感器进行测试,结果表明:该传感器可达到0.15 ℃的温度测量精度,可分辨0.001 ℃的温度变化,温度响应时间可达到128 ms。该传感器有望在投弃式测量领域得到应用。
光纤光学 法布里-珀罗传感器 温度传感器 快速测量 中国激光
2018, 45(12): 1210001
提出一种将傅里叶与相移法结合的三维物体快速测量方法.通过时域提取精确的均值包络与频域滤波结合的方法预处理条纹, 结合基于相位半角的两步相移, 只需要两幅相移条纹图, 即可得到精确的相位信息.通过仿真和实验将本文方法与现有方法进行了分析对比, 实验结果证明, 本文方法可以获得优于现有两步相移方法的准确度, 一般测量环境下的均方根误差在3×10－3 rad以内.本文提出的方法对噪声和表面突变不敏感, 具有鲁棒性好、运算速度快、准确度高等优点, 在三维快速测量领域有较高的应用价值.
光学测量 相位测量轮廓术 快速测量 相移法 傅里叶变换 均值包络 相位展开 Optical measurement Phase measuring profilometry Fast measurement Phase shifting algorithm Fourier transform Mean envelope Phase unwrapping
1 杭州市质量技术监督检测院, 浙江 杭州 310019
2 杭州远方光电信息股份有限公司, 浙江 杭州 310013
LED照明产品的空间色度和光度分布是衡量其产品质量的一项重要指标,但传统的空间色度测量技术光谱采集耗时长、效率低,因此研究一种快速精确测量LED空间色度和光度分布的技术显得尤为重要。基于对测动一体空间光谱同步扫描技术、智能精确采样间隔判定技术和LED空间颜色分布综合分析技术的研究,构建了一套快速测量LED空间色度和光度的测量系统。实验结果表明,该系统较之传统测量系统,在确保精度的基础上,测量速度有较大提高,有效地提升了空间测量的效率。
发光二级管(LED) 均匀性 颜色分布 光强分布 快速测量 light emitting diode uniformity color distribution intensity distribution rapid measurement
大连海事大学 信息科学技术学院, 辽宁 大连 116026
针对现有散货测量系统对堆场环境适应性差、盘点时间长、效率低、操作复杂等不足, 提出了一种散货堆体积快速测量方法。同时, 利用二维激光扫描仪、差分GPS和姿态测量系统设计了一种体积测量系统。该系统用激光扫描仪动态测量堆体表面的几何信息, 用姿态测量系统实时测量扫描仪的空间姿态数据, 用GPS测出扫描仪在测量过程中的三维位置; 最后通过数据融合计算形成堆体的三维点云, 利用点云获得散货堆体积。文中基于单条堆体轮廓点云特征, 提出快速堆体下边缘查找算法来去除扫描过程中地面点云的误差影响; 采用投影剖分法完成完整堆体点云计算体积。实验显示, 利用本文设计的测试系统可在30 s内完成体积为69 m3的标准堆体测量, 平均相对误差为0.42%, 重复测量误差为0.41%。在实际散货堆实验中, 可在10 min内完成大小约为31 500 m3的散货堆测量, 4个不同料堆体积测量的平均重复测量误差为0.74%。结果表明, 本方法可在保证测量精度的同时, 简单、高效地测量散货堆体积。
激光测量 体积测量 快速测量 大型散货堆 点云边缘 三角剖分 laser measurement volume measurement rapid measurement large bulk point cloud edge triangulation
山西大学激光光谱研究所,量子光学与光量子器件国家重点实验室, 山西 太原 030006
设计了声激励和光激励两种非电学快速测量音叉式石英晶振谐振频率的方法。不同于传统的电激励测量法,在外部激励源激发音 叉振动同时,使用一束探测光把音叉振臂的振动信号转化成光强变化信号,从而避免了在测量中压电效应的使用。在声激励实验中, 对比了不同的声波发生器和有无导声管的激励效果,优化了声波激发位置;在光激励实验中,研究优化了光束激发的位置。
音叉式石英晶振 谐振频率 非电学测量 快速测量 quartz tuning fork resonance frequency non-electronic measurement rapid measurement 大气与环境光学学报
2015, 10(6): 505
1 电子科技大学 光电信息学院, 四川 成都 611731
2 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610209
在切边冲孔机长时间生产中,为了减小菲林形变引起的柔性电路板(FPC)冲切位置误差,利用目标冲切完成后的图像信息,测量金手指与冲切边缘间的距离,计算出系统误差并进行误差补偿.结果显示,经过误差补偿后,系统的冲切位置均方根误差在X与Y方向分别减小了41.6%与17.0%,系统的制程能力指数(CPK)达到1.611 8.利用菲林加大了FPC产品的外围尺寸,提高了产品的可利用面积,降低了生产成本.提出的超分辨率快速测量方法不需要对图像进行配准,可以将边缘位置定位误差由±0.5个像素降低为±0.25个像素.使用的误差补偿方法能够减小长时间生产所引起的冲切位置误差,设计的系统满足FPC的冲切精度要求.
柔性电路板 切边冲孔机 超分辨率快速测量 误差补偿 flexible printed circuits trim puncher rapid super-resolution measurement errorcompensation
