一种改进的光条中心提取方法

在采用线结构光投影的三维物体测量中,激光条纹中心检测是影响测量精度及系统分辨率的一个重要因素．提出了一种激光条纹中心检测方法,这种方法通过对极值法获得的中心点的拟合,计算出光条各处的法线方向,并在法线截面上用遗传算法进一步优化出灰度的极大值点．实验结果表明在合理选择遗传算法的交叉率和变异率的情况下,该方法可以有效地获取光条纹中心,满足系统精度要求．     

条纹相机扫描电路特性研究

阐述了条纹相机扫描线路的工作原理及主要性能指标，分析了影响条纹相机扫描线路性能的主要因素．利用Ｎｄ：ＹＡＧ锁模激光器和标准具，测量了条纹相机扫描线路的扫描速度和扫描线性．利用半导体激光光源，测量了条纹相机扫描线路的触发晃动，得到了很好的实验结果．     

数字散斑剪切干涉光学测距

提出数字散斑剪切干涉测量原理。结合干涉条纹细锐化技术,在计算机上对散斑数据帧进行处理得到细锐化条纹图形,从图形中得到条纹周期,根据周期计算出被测目标距离。测量的范围可以随着光源的位移进行调节。实验结果表明,当平面漫反射物体距扩束透镜56．5mm时,该法测得距离为56．9mm,有0．71％的偏差。当光源位移50mm时,该法测得的距离为569．3mm,与尺子测得的距离565mm相差0．80％。当距离达100mm时,难以测定条纹周期。该方法特别适用于对漫反射物体距离的测量,且对环境的干扰具有相对非敏感性。     

面向光学三维测量的非均匀条纹生成方法

针对投影条纹间距比较小和被测表面法向处于变化范围较大的状态时局部条纹形变严重、分布密集,甚至出现条纹间重叠干涉现象,导致相位求解、条纹中心提取等方法失效的问题,提出了一种非均匀投影条纹生成算法。先利用投影均匀条纹到被测物体上,对相机采集图像中局部条纹分布密集的区域进行相位梯度调整,再运用反向条纹投影原理计算出非均匀投影条纹。对投影均匀条纹和非均匀条纹到被测物体表面进行光学三维测量,仿真和实验结果表明:当测量精度均达到50μm时,投影均匀条纹测量时有7.2%的数据点丢失,投影非均匀条纹时仅有0.24%的数据点丢失,基本上解决了局部条纹变形严重、分布密集导致点云丢失的问题,从而保证测量数据的可靠性。     

基于拍频莫尔条纹的长焦距测量方法

采用两个光栅，通过透镜会聚作用，使一个光栅的泰伯像与另一光栅重叠产生拍频莫尔条纹，利用拍频莫尔条纹数的测量来获得长焦距透镜的焦距；推导了基于拍频莫尔条纹的长焦距透镜焦距测量公式，分析了影响焦距测量的因素与误差，并用实际的光学实验证实了本方法可进行长焦距透镜焦距的高精度测量．     

用变频条纹图扫描技术测量陡峭物体的三维轮廓

针对传统条纹投影方法不能测量陡峭物体三维轮廓的问题，提出了一种基于相移的变频条纹图扫描测量技术．采用投影装置投射一系列频率随时间变化的正弦条纹图到被测物体上，且在每个频率下完成相移条纹扫描．用电荷耦合器件(CCD)和图像采集卡记录这些变形的条纹图，对这些条纹图沿时间轴提取相位并进行处理，可以得到图像上每个像素点的相位和沿时间轴的相位变化率，由此得到的每个像素点的相位值在像面内都是相互独立的，而相位变化率包含物体的高度信息，因此可以得到物体的三维轮廓．实验证明，该技术能够成功地测量陡峭物体的轮廓．     

基于频闪激光光栅条纹的发动机叶片曲面测量

航空发动机叶片的点云数据三维重建是叶片加工和修复的必要步骤,为此提出一种基于频闪激光光栅条纹的叶片曲面重构方法.频闪激光光栅投射装置投射出的光栅条纹具有高精度、高分辨率和高亮度的特性,且条纹刷新快.使用相位–高度测量模型,通过标定得到频闪激光光栅投射装置到相机的距离和到参考平面的距离.首先,用量块的高度测量实验,验证了测量系统的精度,均方根误差(RMSE)为0.07 mm;其次,实现发动机叶片曲面的测量.实验结果表明:将频闪激光光栅条纹用于叶片曲面测量可以得到很好的重构效果.     

显微干涉系统测量微细图形的台阶高度

介绍了显微干涉系统测量微细图形台阶高度的方法。从理论和设计角度分析了干涉条纹形状、间隔、对比度及稳定性，对该系统进行了实验，实验结果表明，对比度Ｋ＞０．８，测量精度优于８ｎｍ。     

一种新的测定流体质扩散系数的全息干涉图像处理方法

将基于傅里叶变换的相位检测原理应用于流体质扩散系数测量中的图像数据处理,提出了一种新的流体质扩散激光全息干涉条纹图像的处理方法．该方法由小波变换去噪、频域窗口滤波、全息图物像再现及最小二乘法相位展开等步骤组成．采用该方法对实验中采集的标准体系0．33mol／L KC1溶液在298．15K下与水的质扩散干涉条纹图像以及在不同温度下0．1mol／L蔗糖水溶液-水扩散系的扩散干涉条纹图像进行了处理,并通过与文献值的比较验证了该方法的准确性．该方法充分利用了全息图的相位信息,进一步提高了处理实验数据的精度,通过误差分析可知其理论精度可以达到0．1％,从而可为激光全息干涉法测量流体质扩散系数实验提供新的手段．     

利用半导体激光衍射条纹测丝径和缝宽

根据惠更斯-菲涅耳原理,导出了衍射物尺寸与光波长、衍射距离、条纹级数和条纹偏距的参数方程,分析了半导体激光衍射条纹的光强分布规律,依此进行了实验验证。结果表明：可以利用半导体激光衍射条纹测量丝径和缝宽,测量值的准确度相当高,从而拓展了一种测量丝径和缝宽的新方法,为光学实验的创新教学提供了理论依据。     

高铬镍不锈钢钝化膜及其耐腐蚀性能

高铬镍不锈钢是湿法磷复肥生产装备中常用的材料 ,它能够经受得住工况介质腐蚀磨损的双重作用 ,是因为在其表面能形成耐腐蚀和具有自愈能力的钝化膜 .采用 XPS和 AES对钝化膜的组态和元素分布进行分析 ;运用 X衍射对钝化膜的结构进行了测试 ;并结合静态与动态的电化学性能对高铬镍不锈钢钝化膜进行了研究 .结果表明 :钝化膜主要是由 Cr、Mo、Fe的氧化物 Cr2 O3、Mo O3、Fe O、Fe2 O3等复合组成 ,所形成的是非晶态膜 ,Ni和 Cu是在膜下的富集 ,增加了膜的稳定性 .     

光纤表面等离子体共振传感器敏感膜的仿真研究

为了研究光纤表面等离子体共振传感器的传感特性,利用TFCalc软件仿真研究光纤表面等离子体共振(SPR)传感器的反射光谱特性,分别考查敏感膜为Au膜、Ag膜、Al膜和Cu膜对反射光谱特性的影响。仿真结果表明,Au膜和Ag膜有较高的灵敏度,Al膜和Cu膜厚度分别在10 nm和30 nm有较明显的共振现象。     

原油各组分表面膜性质的研究

从草桥重质原油和草桥重油中分离出饱和分、芳香分、胶质和沥青质,用Ｌａｎｇｍｕｉｒ膜天平研究了这些物质在水面上形成的表面膜的膜压及水相ｐＨ值对膜压的影响。研究结果表明,在相同的归一化面积下,沥青质表面膜的膜压明显高于其它组分的表面膜膜压。与沥青质相比,胶质的表面膜膜压随水相ｐＨ值的增大有较显著的增高。     

竖直平板表面流动液膜厚度的实验研究

液膜厚度是研究液膜流动特性的重要参数,为了得到液膜流动过程中厚度的变化规律,对竖直平板表面上由重力驱动的水膜流动进行实验测量。自主设计并搭建降液膜流动实验台,利用电容式液膜测厚仪统计分析层流流动,距离入口25cm处的流动液膜厚度随时间的演化状况。实验结果表明：在时间域上,观测点的液膜厚度值不断发生变化。Re=297时,0至70 s内的流动液膜的波动性平稳,厚度平均值接近168.5um 。Re=462与Re=627时,在0至40 s时间段内波动较强烈,40至70 s的液膜流动趋于平稳状态。Re=814时,所测时间段0-70 s,液膜波动较剧烈,波动幅度增大。液膜厚度与雷诺数呈正线性相关关系。当Re=814时,每个时间点的液膜厚度在360um以上,高于其他三种不同雷诺数时的液膜厚度。高雷诺数时液膜的波动状况更加剧烈,减小雷诺数有利于形成光滑的液膜。从侧面体现出流动液膜具有不稳定性。     

气流场内水平金属板表面缓蚀剂膜失效规律

根据油溶性缓蚀剂涂膜作用机制,将缓蚀剂涂膜层近似认为易流动膜层和不易流动膜层,研究缓蚀剂涂膜流动失效规律。根据易流动膜层内流速分布规律,分析其厚度随流动时间的变化规律;基于分子浓差扩散方程,建立不易流动膜层厚度失效定解方程,并建立描述油膜失效速率的数学模型。结果表明:金属板表面缓蚀剂涂膜的失效是流动与分子扩散共同作用的结果;缓蚀剂主剂在气流场内流动致使涂膜厚度迅速下降;有效成分吸附在金属表面,难以发生流动,因分子扩散而失效,膜层厚度变化缓慢;拟合曲线与试验数据吻合很好。     

用俄歇能谱研究热氮化SiO2膜中氮原子的扩散

应用俄歇电子能谱仪，对快速热氮化法制备的热氮化二氧化硅薄膜及快速热氮化后再氧化退火的二氧化硅薄膜，进行元素深度分布剖析。薄膜厚度约为６０ｎｍ。分析结果发现：１）氮原子在二氧化硅薄膜中的扩散范围受氧原子浓度的控制；２）热氮化二氧化硅薄膜经氧化退火处理后氮原子浓度降低，分布变得平缓，均匀。     

Cl-对N80油套管钢钝化膜半导体性能的影响

利用电化学阻抗谱技术研究了N80油套管钢在0．05mol／L NaHCO3溶液中所成钝化膜的电化学性能，借助于莫特-肖特基曲线分析了成膜电位、测试频率以及Cl^-浓度对钝化膜半导体性能的影响．结果表明：钝化膜呈n型半导体特征；随着成膜电位的增加，膜的容抗和施主密度减小；随着Cl^-浓度的增加，膜的容抗和施主密度增加，膜的点蚀现象加剧．X射线光电子光谱（XPS）分析结果表明，钝化膜主要由Fe的氧化物Fe2O3和FeO组成．     

表面膜压与单个分子所占面积的关系

单分子表面膜膜压π与单个分子膜所占面积A的关系极为复杂。借助于动态膜压仪,研究表面膜压π随单个分子膜面积A的变化关系。由膜压与面积的关系,来确定单分子膜物态及其它性质。     

硅酸乙酯在天然生漆膜表面的化学修饰

通过硅酸乙酯和生漆膜的化学反应,对天然生漆膜进行化学修饰.用红外光谱、扫描电子显微镜和热重法等,对该修饰膜进行测试表征.结果表明,漆膜易与硅酸乙酯发生化学反应并生成致密的漆酚硅聚合物修饰膜.与生漆膜相比,该修饰膜具有更优异的耐热性和耐酸碱腐蚀性能.     

Magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions

The magnetoresistance and I-V characteristics at different temperatures of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions of variable width (from 20 to 250 nm) and 10 nm thicknesses, fabricated by electron beam lithography and vacuum thin film deposition are compared. The magnetoresistance and resistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions are not related to the width of the nanoconstrictions. Instead the resistance of the local nano-region in the middle of the thin film ferromagnetic nanoconstriction has only a minor role compared to that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes, which contribute the majority of the measured resistance. The magnetoresistances of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and a 0.2 cm × 0.8 cm thin ferromagnetic film deposited under the same conditions were also compared; the thin film ferromagnetic nanoconstrictions have higher magnetoresistances than the thin ferromagnetic film, which implies that the measured magnetoresistance of the thin film ferromagnetic nanoconstrictions comes mainly from the local nano-region in their centers. In conclusion, the measured magnetoresistance of the whole sample is similar to the anisotropic magnetoresistance, because the resistance of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes is much higher than that of the local nano-region in the middle of the samples. Comparing the experimental results for the thin film ferromagnetic nanoconstrictions and the thin ferromagnetic film reveals that the magnetoresistance of the local nano-region in the middle of the sample is much higher than that of the two microscale thin film ferromagnetic electrodes attached to it.