基于激光三角测距法的微波谐振腔尺寸测量方案规划及对测量精度影响的研究

来源 :华中科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cjrck
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在工业的生产、加工和制造中,往往需要对制造出来产品尺寸进行精密的测量,以判断生产的产品是否符合要求。如何实现对工业产品快速精确的测量成为了一个重要的研究课题。
  针对微波谐振腔内部结构复杂测量部位繁多,并且不同型号的微波谐振腔内部结构不同的问题,本论文设计了一种结合激光三角测距技术和图像传感技术的测量方案,用以实现对微波谐振腔内部结构的高度差进行自动高效的测量。通过分析研究目前国内外实现自动化测量的技术,结合此系统实际的需求,完成器件的选型和测量系统的搭建。
  实现了对微波谐振腔扫描位置的机台定位方案,使微波谐振腔设计图上选取的扫描点转换为机台上对应的扫描坐标,从而使激光三角测距仪扫描到对应的位置进行测量。
  对测量系统的精度进行了分析,测量精度可达0.135%。完成了对不同微波谐振腔内部143个测量点的自动化测量,分析了测量结果的稳定性,并且根据分析的数据对激光扫描路径进行了优化,使测量结果的稳定性得到了提升,扩展不确定度在40μm以内的测量位置个数达到了83.9%以上。对于单个微波谐振腔的测量时间在10分钟以内,相比于人工测量时间缩短了8倍,实现了高效率测量。
其他文献
随着社会生产力的不断发展,人们越来越注重商品包装印刷后的成品质量,故用于制备包装的模切板的需求与日俱增。对于模切板加工等非金属加工行业,传统锯床切割技术生产效率、加工精度等逐渐不能满足现代工业生产需要;高效、高精度、低成本的激光模切机成为了新的发展方向。轴快流CO2激光器因其电光转换效率高、输出功率范围广、功率稳定性好和非金属材料吸收率高等优点,是精密模切板加工的首选激光器。然而激光加工模切板存在着“火柴头”现象、切割缝宽不均匀、功率随动控制不足等问题,为此本文提出了一套基于STM32F103ZET6的轴
空芯反谐振光纤(HC-ARF)是近年来被提出的一种空芯微结构光纤,其利用反谐振原理进行光信号传输。该种光纤具备低损耗、超宽传输带宽、高双折射等特性,可广泛应用于光纤通信、光纤传感、高功率超快激光传输等领域。本论文主要对HC-ARF进行结构设计与光学特性分析研究,对普通传统反谐振光纤进行结构创新,结合有限元基本思想对光纤进行仿真计算和优化,以获得更加优良的光纤性能,有利于此类光纤的实际制备及应用实践。主要研究内容包括:
  (1)论文从空芯反谐振光纤的研究背景、导光机理出发,简要介绍了此类光纤的实践应
随着互联网技术的飞速发展,传统的单模光纤(Single-mode Fiber, SMF)通信系统将无法满足未来的网络容量需求。基于多芯光纤(Multi-core Fiber, MCF)的空分复用(Space Division Multiplexing, SDM)技术,是一种极具发展潜力的提高通信系统容量的技术,因此得到国内外学者的广泛研究。多芯光纤发展面临的一大挑战是制备高性能的多芯光纤与标准单模光纤之间的复用/解复用器件。通过复用/解复用器件,多芯光纤的每个纤芯才能够与单模光纤连接,实现光信号的输入/输
随着网络数据流量需求的爆发式增长,光纤通信正朝着超高速率、超长距离、超大容量和超低损耗的趋势发展,这对如何控制从发射机到光纤信道再到接收机这一传输过程中引入的物理损伤提出了更高的要求。常见的物理损伤包括损耗、色散与非线性,本文主要聚焦色散效应。为了能在数字域更好的补偿色散对系统传输性能的劣化和对光信号质量的影响,需要在接收端对系统色散进行精确估计,由此诞生了多种色散估计算法。本文基于分数阶傅里叶变换(FrFT)思想开展色散估计算法研究,结合仿真软件VPI与Matlab平台搭建单载波28GBaud长距离偏振
利用机器视觉进行商品包装印刷缺陷检测,具备良好的研究与应用价值。本课题研究针对商品包装,从结构、色彩等方面检验商品包装印刷是否合格,检测出缺印、多印、偏色、偏移等缺陷,对正品与次品进行分类,旨在服务于智能制造、柔性生产线的需要,提高生产效率。本文针对课题研究目标,着重研究设计了一种基于模板匹配的不良品识别算法,其中印刷结构一致性的检测是本文算法的核心,本文提出了基于边缘点集距离与基于HOG特征的两种算法方案解决这一问题。
  本文使用霍夫直线检测进行图像的初始姿态估计,并搭建图像金字塔结构进行由粗到
铜的高反射性和高导热性对于激光焊接来说是一个巨大的挑战,红外波长光纤激光焊接铜材料,吸收率低。采用450nm蓝光半导体激光铜焊接,吸收率高,成为未来重要发展趋势,但是单一蓝光激光器价格昂贵。本文重点研究了蓝光半导体激光与光纤激光复合方法,模拟了复合光源焊接铜材料的工艺参数,设计了450nm蓝光与1060nm光纤激光复合装置,为制造商们提供一种既节约成本而又高效的铜材料激光焊接解决方案。主要研究工作如下:
  (1)分析了蓝光半导体激光器焊接铜材料的优势,焊接接头设计、激光能量密度、焦点位置、保护气体
磁性微纳颗粒由于其操控方式的优越性、尺寸微观性,从而在癌症靶向治疗、生物分子筛选等场景应用广泛。目前磁性微纳颗粒的制备方法存在颗粒尺寸、结构不可精确调控,或需要额外模板,制备工艺复杂,生产效率低等固有的难以克服的问题。在本文中,我们研究了基于纤维内部Plateau-RayleighInstability(PRI)制造微纳颗粒的方法,通过控制宏观预制体的结构,控制磁性微纳颗粒径向和方位角上的结构;通过控制拉制纤维的直径,控制磁性微纳颗粒的尺寸,将使结构、尺寸精准可控的磁性微纳米颗粒的简单、高通量生产成为可能
液位是工业生产过程中最重要的测量参数之一,它的准确测量在航天航空、石油勘测、食品加工和环境保护等领域具有重大意义。基于多模干涉效应的光纤液位传感器因其结构简单、易于制作、成本低廉以及便于携带和可高度集成等优点逐渐成为光纤液位传感领域的研究热点。本文主要研究了基于多模干涉效应的光纤液位传感技术的基础理论,重点针对目前此类液位传感器所存在的测量范围小、精度低以及不易与液体接触等问题,设计出了相应的解决方案,并进行了实验探究。本文的主要工作内容包含以下几个方面:
  1.基于多模干涉效应的光纤液位传感器理
温度的精确测量在医疗健康、工农业生产和国防现代化等诸多领域都具有重要的意义。而基于偏振干涉的保偏光纤温度传感器因其灵敏度较高、结构简单、成本低、响应快、轻巧便携、易于远距离监控等优点,已经成为了光纤温度传感领域的研究热点。本文则主要针对目前此类温度传感器测量范围和精度不能满足日益提高的温度监测要求的现状,进行相应理论分析,提出具体解决方案,并进行实验验证,主要包含的研究内容及成果如下:
  1.对基于偏振干涉的保偏光纤温度传感器进行理论仿真分析,具体研究熊猫型高双折射保偏光纤的应力分布、双折射分布、
激光切割在各行业有着不同程度的应用,凭借其优势适合企业对新产品的研发,以及对已有产品的改良,即模型建好之后就可进行激光加工,从而获得实体零件。但往往企业在设计阶段存在大量重复性的操作,生产阶段又可能存在数据交互问题,不利于企业的发展。本文基于工程实际,以SolidWorks软件对管类特征进行设计,实现参数化快速建模的程序,还利用IGES标准实现不同系统间的数据传输。论文主要研究如下:
  首先,对SolidWorks的三种建模方式,以及其二次开发技术进行研究,针对企业中常用的圆管和方管设计特征,利用