1 北京理工大学 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京100081北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室, 北京100101
2 北京理工大学 精密光电测试仪器及技术北京市重点实验室, 北京100081北京理工大学 长三角研究院, 浙江 嘉兴314001
3 北京信息科技大学 传感器北京市重点实验室, 北京100101
针对高机电耦合系数和曲面换能器的应用需求，该文提出一种由压电陶瓷、环氧树脂和硅橡胶三相复合的改进1-3型压电复合材料，基于Newnhams串、并联分析对复合材料的理论模型进行了推导，并利用Matlab进行了数值计算，分析了改性1-3型复合材料的结构参数对厚度机电耦合系数、等效密度和厚度频率常数的影响。结果表明，陶瓷-环氧复合相的体积分数为0.2~0.5，陶瓷-环氧复合相中的压电陶瓷体积分数为0.6~0.7时，改性1-3型压电复合材料的性能参数较好; 利用ANSYS软件对复合材料进行了有限元仿真，将仿真结果与理论计算进行了对比，二者具有较好的一致性，验证了理论模型评估材料性能的准确性。
改性1-3型压电复合材料 理论模型 有限元仿真 结构参数 性能参数 improved 1-3 piezoelectric composite theoretical model finite element simulation structural parameters performance parameter
本文提出了一种利用透射偏折术测量球面透镜结构参数的方法。该方法以本文推导的附加姿态参量的球面表达式构建透镜表面模型，同时结合系统标定数据在计算机中建立理想的光线追迹模型，最后利用非线性最优化算法计算得到透镜结构参数。在实验过程中，透镜出射光线的偏折量是两表面的累加和，难以确定单面的影响，因此采用双相机从不同位置观测待测透镜。文中详细介绍了测量原理以及算法，数值模拟结果验证了本方法的正确性。最后将双凸透镜结构参数的测量结果与标称值进行对比，对比结果进一步证明了所提方法的可行性。本方法具有测量参数齐全、无需精细装调过程、装置简单等优点，为透镜全参数同时测量提供了实现途径。
测量 相位测量偏折术 双相机 光线追迹模型 透镜结构参数测量 中国激光
2022, 49(23): 2304001
1 内蒙古科技大学矿业与煤炭学院, 内蒙古 包头 014010
3 煤炭科学技术研究院有限公司矿山智能通风事业部, 北京 100013
6 陕煤集团神木张家峁矿业有限公司, 陕西 榆林 719000
为研究煤样的化学结构特征随煤样变质程度加深的演化规律, 采用傅里叶变换红外光谱与分峰拟合技术研究了5种不同变质程度煤样的官能团分布特征, 并依据其结果计算了结构参数。 结果表明: 不同变质程度煤样的化学结构特征存在明显差异, 但随煤样变质程度加深, 其演化规律整体趋势相似, 即相对具有较高活性的官能团逐渐减少, 较为稳定的官能团逐渐增加, 煤样的化学结构整体向稳定、 有序发育。 在羟基官能团方面, 游离羟基逐渐减少, 而羟基与芳环中π电子云间形成的羟基-π氢键逐渐增加, 羟基自缔合氢键是煤中羟基氢键的主要类型, 其相对含量在40%~55%内波动, 羟基醚氧氢键与环状缔合氢键整体呈减少趋势。 在脂肪烃结构方面, 实验煤样中亚甲基的相对含量均高于甲基与次甲基, 说明煤中脂环结构与脂链结构较为发达; 而结构参数A(CH2)/A(CH3)先增后减, 说明由甲基、 亚甲基与次甲基构成的脂肪链在低变质程度煤样中有发育趋势, 在中、 高变质程度煤样中开始断裂, 脂肪链总体长度呈先增长后缩短趋势, 但支链数量整体上却呈先减后增趋势。 在含氧官能团方面, 芳香酯减少, 活性较高的羧基逐渐减少, 羰基在低、 中变质程度煤样中相对含量的变化较小, 而在高变质程度煤样中的相对含量明显减少; 酚中C—O的相对含量呈先增后减趋势, 芳基醚与烷基醚的相对含量逐渐增加, 并成为无烟煤中的主要含氧官能团。 在芳香烃结构方面, 苯环取代以三取代为主, 结构参数$f^{C}_{ar}$与DOC逐渐变大, 说明煤中芳香体系增大, 芳香结构缩合程度逐渐增强, 无烟煤中芳香结构的缩合程度远强于其他煤样。
煤 傅里叶变换红外光谱 官能团 结构参数 变质程度 Coal FTIR Functional group Structural parameters Metamorphic degree 光谱学与光谱分析
2021, 41(11): 3363
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了获得太阳辐照度绝对辐射计中吸收腔的最优结构参数, 需要对结构中吸收腔-热连接-热沉构成的传热链进行热分析。基于Ansys软件的有限元方法, 给出了上述传热链的仿真模型, 并计算得到了仿真结构的温度响应曲线; 通过改变吸收腔的结构参数(尺寸、材料等), 探究了不同参数下传热状态的变化及其原因; 通过分析仿真结果确定了吸收腔最优结构参数。仿真结果表明：在环境温度为常温(298 K)、加热功率为50 mW的情况下, 吸收腔最优结构参数为壁厚0.07 mm/锥顶角30°/帽檐宽度2.2 mm/银质, 此时辐射计的时间常数为11.501 s、响应度为1.391 K; 同等条件下进行实验, 测得时间常数为11.487 s, 响应度为1.397 K, 与仿真结果相比, 误差分别为0.12%和0.43%。仿真结果基本符合理论推导, 所得数据具有足够的可靠性, 证明该模型可以指导绝对辐射计优化设计, 提高其工作性能。
太阳辐照度绝对辐射计 传热链 有限元方法 吸收腔最优结构参数 Solar Irradiance Absolute Radiometer(SIAR) thermal circuit finite element method optimal structural parameters of the cavity
在自适应波前校正过程中,变形镜(DM)受驱动器循环机械驱动作用会产生疲劳累积损伤。利用DM的影响函数和最小二乘法对波前校正过程进行模拟,采用有限元方法分析了DM在波前校正过程中的应力分布,并结合Miner疲劳累积损伤理论,计算了DM的疲劳寿命。在此基础上,重点讨论了DM结构参数对影响函数和DM疲劳寿命的影响。研究结果表明,对于给定的畸变波前,当DM极头数相同时,极头采用三角形排布方式时DM的交连值最小,疲劳寿命最长;极头采用正方形排布方式时DM的交连值最大,疲劳寿命最短。此外,当极头间距增大时,DM交连值会随之减小,致使DM的疲劳寿命变长。当极头间距相同时,增大极头半径和缩短极头长度会使DM的交连值变小,DM的疲劳寿命也会变短。极头间距变化对DM疲劳寿命的影响程度大于极头半径和长度;当极头间距一定时,不同的排布方式对应的极头数目不同,DM的极头数越多,疲劳寿命就越短。
自适应光学 变形镜 疲劳寿命 有限元分析 结构参数 交连值 光学学报
2017, 37(10): 1001003
合肥工业大学 计算机与信息学院, 合肥 230009
光场相机通过一次曝光可以获取空间目标的位置和方向信息, 具有重聚焦和多视角的特性, 利用光场的这些特性可以进行视觉测量.本文对光场极平面图像视觉测量、重聚焦视觉测量、双目视觉以及多目视觉测量方法的测量原理和误差影响因素进行了理论分析, 并通过实验验证了光场视觉测量误差跟不同视角基线长度, 主透镜焦距大小, 目标离相机的实际距离等结构参量的关系；理论分析和实验结果表明, 由于相机基线较短, 远距离测量误差较大, 近距离测量具有较高的精度；在光场微透镜阵列大小有限条件下, 采用多个视角组合的测量方法具有更高的测量精度.
光场相机 多视角图像 焦堆栈图像 视觉测量 结构参量 误差分析 Light field camera Multi-view image Focal stack images Vision measurement structural parameters Error analysis 光子学报
2017, 46(11): 1112004
为了提高双目测量系统的测量精度, 对影响系统测量误差的结构参数进行了分析研究。首先, 介绍了双目测量系统的两种典型结构: 纯平移运动结构和轴线汇聚结构, 研究了三维测量中的三角测量方法, 建立了这两种结构的三维测量模型, 得到了结构参数与被测点之间的几何关系。其次, 通过分析系统结构参数和被测量点误差之间的关系, 推导并确定了结构参数与被测点测量误差之间的定量描述, 得到了高精度测量条件下的系统优化结构参数。最后, 在仿真实验数据的基础上, 从几何的角度分析了结构参数对双目测量精度的影响。相对于传统数学误差理论的分析, 文章分析结果对双目测量系统的结构设计更加具有实践和应用意义。
双目测量 结构参数 误差分析 三角测量 binocular measurement structural parameters error analysis triangulation
1 北京信息科技大学 光电测试技术北京市重点实验室, 北京 100192
2 北京信息科技大学 光电信息与仪器北京市工程研究中心, 北京 100192
线结构光视觉测量系统是激光扫描测头的重要组成部分, 为了提高激光扫描测头的测量精度及可靠性, 提出一种线结构光视觉系统结构参数优化设计方法。分析了影响该测量系统整体测量精度的因素以及该测量系统的结构误差模型, 并建立了应用于激光扫描测头的结构约束条件, 通过该约束条件建立了结构参数优化仿真系统, 进而得到仿真优化后的结构参数, 即最优结构参数, 并设计实测实验验证其合理性。测得优化后的线结构光视觉系统测量空间点间距相对误差为0.019 8 mm, 本文结果表明优化方法的有效性, 并具有较好的精度。
线结构光视觉系统 结构参数 激光扫描测头 测量精度 line structured light vision system structural parameters laser scanning probe measurement accuracy
中国科学院半导体研究所 光电系统实验室,北京 100083
将小型双目立体视觉系统应用于小尺度测量,分析了CCD像素的不连续性对测量准确度的影响,探讨了系统结构参量基线距、焦距以及物距与测量误差之间的关系.当考虑像素不连续性时,视差值与测量距离之间呈阶梯状曲线关系,测量误差随基线距以及焦距的增大而减小,随物距的增大而增大.此外在实际测量中系统测量准确度达98.89%.该研究可为双目立体视觉小型系统的设计及搭建提供参考和指导.
双目立体视觉 距离测量 误差分析 像素不连续性 结构参量 Binocular stereo vision Distance measurement Error analysis Pixel discontinuity Structural parameters 光子学报
2015, 44(10): 1011001
中国科学院壳幔物质与环境重点实验室, 中国科学技术大学地球和空间科学学院, 安徽 合肥230026
为了探讨岩浆侵入对煤结构参数的演化规律, 对淮南煤田朱集区13-4钻孔内岩浆接触带两侧的4个煤样品进行了X射线衍射和激光共焦显微拉曼光谱测试和分析。 结果表明: 煤的XRD光谱均显示出较高的背景强度, 在26°与42°附近出现明显的石墨衍射峰; 煤的拉曼光谱在1 000～2 000 cm-1波数范围内有两个明显的振动峰, 分别为宽缓的D峰(1 328～1 369 cm-1)和尖锐的G峰(1 564～1 599 cm-1)。 在岩浆侵入的影响下, 煤结构参数的变化与煤级的变化有很好的相关性。
接触变质煤 煤结构参数 激光Raman光谱 Contact-metamorphic coal Coal structural parameters X-ray diffraction XRD Laser confocal microscope Raman spectroscopy 光谱学与光谱分析
2013, 33(10): 2861
