一种新型STM纳米计量仪

阿贝(Ahbe)误差作为纳米计量中的主要误差之一限制着测量精度的提高，故提出了一种新型STM纳米计量仪器，采用3个微型激光干涉仪与STM联用．微型激光干涉仪用来测量探针相对于样品在3个方向上空问位移。与其它STM纳米计量仪器相比，该仪器扫描部分放弃了传统管式扫描器和三角架扫描器，将扫描分为Z向和X-Y平面扫描两部分，Z向扫描由独立的PZT驱动，X-Y扫描由两个PZT驱动的柔性平行四杆导轨完成．这种设计理论上能使Z方向上Ahbe误差完全消除，X-Y方向上Abbe臂缩小到扫描范围的一半，最大50μm，使Abbe误差减小至可忽略的程度．微型激光干涉仪的使用还消除了扫描器PZT的非线性、滞后、爬行和老化等误差。     

新型激光显示扫描系统设计

阐述了一种新型激光显示扫描系统的设计。根据光线反射定律，提出了采用多面转镜和二次反射面相互配合来实现光束在屏上线性扫描的系统模型。利用该模型，可以避免使用传统激光电视中的高速转镜装置，有较强的现实意义。在此基础上，提出了2种实现方案，对其分别建立了模型，并进行了模拟，计算了屏上光点位置、束斑大小、进行了数据分析，最终确定等边转镜和不规则二次反射面的配合，是一种实现扫描显示的方案。     

一种圆锥扫描跟踪技术

提出了一种用于移动卫星通信系统的圆锥扫描测角跟踪技术.在介绍该项技术工作原理的基础上,详细分析了圆锥扫描跟踪的两个关键参数--圆锥扫描波束偏角和圆锥扫描频率,并且仿真了其对系统性能的影响.该技术由于采用了巧妙的结构设计,缩小了体积,降低了成本.系统采用了数字化的信号处理方法,省去了传统的模拟误差解调器等电路.     

定向钻井法面距离扫描算法的改进

确定实钻轨迹上任一点的轨迹参数是进行法面距离扫描的前提 ,提出了用拉格朗日插值法进行分段插值解决这一问题 ;对传统算法存在的缺陷进行了改进 ,所做的改进包括分两步求解扫描点 ,在通过正北基准扫描角计算法面距离扫描的高边基准扫描角时讨论了更多的特殊情况 .用实例验证了理论的正确性     

基于存储扫描方式的任意波形信号发生器卡的设计

设计一种基于PC总线的任意波形信号发生器板卡.该板卡采用大容量存储器,自动扫描电路,16 bit高精度D/A转换实现了在不占用CPU资源的情况下输出任意波形.通过对输出波形的理论误差分析,得到了采样点数、扫描频率对波形输出精度影响的规律,并进行了试验,试验结果表明,该信号发生器板卡可以精确地产生任意波形,输出信号的频带宽度为10-5 Hz～200 kHz,输出信号幅值精度2 mV,在200采样点时频率准确度为99.51%.该卡可以应用在虚拟仪器领域.     

同步轨道三轴稳定气象卫星扫描镜的温度变化规律

对同步轨道气象卫星扫描镜进行热分析以获取其温度变化规律.对扫描镜建立三维热分析模型,采用有限元分析软件Ⅰ-DEAS/TMG对扫描镜进行在轨温度计算.计算结果表明,扫描镜每日循环温度在当地午夜时段及在太阳倾角为-8.8°时达到最高.采取热控措施后,扫描镜工作温度能明显降低.在每天的当地午夜时段,椭圆形扫描镜面的温度梯度发生剧烈变化,且长轴方向温度梯度明显大于短轴方向的数值.     

扫描探针显微镜漂移的定量测量方法

对扫描探针显微镜(SPM)仪器漂移的定量测量的几种方法进行探讨,提出应用二维零位标记进行漂移测量.分析比较使用普通样品、周期二维光栅、二维零位标记和原子光栅在测定仪器漂移中的优缺点.结果表明:应用二维零位标记的测量技术对探针与样品形貌耦合引起的图像误差不敏感,漂移测量范围不受光栅单元尺寸影响.该方法优于采用普通样品和规则周期的二维光栅样品的方法,而应用原子光栅可以预计达到亚原子量级的超高精度的SPM漂移测量.     

风云四号气象卫星扫描成像仪——可见光通道星敏感

风云四号地球静止轨道气象卫星扫描成像仪可见光通道有16单元可见光探测器,既能进行对地观测,又有星敏感功能.成像仪每隔约30min,中断对地观测任务,工作模式转换到星敏感模式.在星敏感模式下,成像仪根据命令,在扫描视场东西23°×南北21°的四个角上,探测预先选择的3颗恒星.根据理想指向位置和实际探测位置间差异,确定有仪器姿态,补偿由于轨道、姿态漂移和热形变引起的成像仪光轴指向变化.星敏感使用了扫描成像仪的二维扫描机构、光学系统和可见光通道电子学系统.     

基于白光干涉的MEMS三维表面形貌测量

利用白光干涉垂直扫描原理,设计了测量微机电系统(MEMS)表面形貌特征的垂直扫描白光干涉系统.该系统由垂直扫描位移工作台驱动被测件,通过检测被测件表面的干涉条纹变化得到表面形貌.垂直扫描位移工作台利用压电陶瓷驱动柔性铰链结构进行纳米驱动,光栅传感器监控整个垂直扫描过程,对压电陶瓷的非线性误差进行实时补偿.垂直扫描位移工作台的性能分析表明:分辨率达到1 nm,定位精度小于10 nm.同时采用图像分析技术对光学仪器测量台阶出现的噪声进行了消噪处理,试验结果表明垂直扫描白光干涉系统能够实现MEMS三维表面形貌的高精度测量.     

二维板式磁流减振器的力学建模与实验分析

针对工程中二维减振需求,设计了一种二维板式磁流变减振器.基Navier-Stokes方程建立了二维平面内减振器的速度和压力分布模型,以及阻尼力计算模型,从理论角度定性分析了结构物理参数工作间隙δ、中间滑板长度和宽度a对减振器的阻尼力的影响,并在二维振动试验台上进行减振实验,分析励磁电流对二维板式磁流变减振器的减振性能的影响.实验表明:当选用适当的磁流变流体后,库仑阻尼力对磁流变减振器阻尼力的影响较大,随着励磁电流的增大磁流变减振器阻尼力变大,系统在两个方向上的振幅均逐渐减少,最大减幅为2. 595 6倍,证实了二维板式磁流变减振器的结构设计是合理的.     

基于激光无损扫描的纤维增强复合材料参数测试仪研发

研发了基于激光无损扫描的纤维增强复合材料参数测试仪.首先,以纤维增强复合梁试件为例,实现了其固有频率和振动响应的理论求解.然后,选取合适的步长来构造材料参数的迭代向量,并详细介绍了纤维增强复合材料参数的辨识原理.进一步,基于复合梁试件的激振平台、激光扫描装置、信号发生及数据采集器等功能部件,完成了测试仪硬件结构的搭建,并对基于LabVIEW编写的软件及其各个模块的功能和测控优势进行了说明.最后,利用该仪器辨识获得了三个TC500碳纤维/树脂基复合梁试件在不同纤维方向对应的材料参数,并与厂家所给的相关结果进行了对比,偏差在0.63%~10.61%之间,证明了所开发的材料参数测试仪的可靠性及其算法的有效性.     

基于计算机视觉的三维激光扫描测量系统

介绍了基于计算机视觉三维激光扫描测量系统．该系统主要由双目视觉测量探头、图像采集卡、扫描机构及其控制部分组成．通过两个摄像机同时摄取一个扫描激光光条的图像,经图像匹配,利用视差,可计算得到光条上所有点的位置以及深度,即被扫描物体表面的三维信息．就系统中的摄像机标定、图像采集、特征提取、图像匹配及三维信息恢复等主要工作过程进行了论述．     

光学相控阵扫描激光电视的设计

阐述了光学相控阵扫描激光电视的设计 ,系统采用光学相控阵扫描技术 ,可以提高扫描速度和装置的稳定性 ,扫描为直线 ,不须进行扫描轨迹的矫正 .最后通过计算机模拟计算 ,得出扫描点的对比度曲线以及相控阵调制单元上所加的补偿电压 .     

多曲盘旋转雾化装置设计及振动试验

旋转圆盘雾化器广泛用于工业领域.设计了一种多曲盘旋转雾化装置,介绍了装置的整体设计方案和主要结构参数的确定,并对电机不同工作频率下装置的振动特性进行了试验.结果表明:装置的最大振动位移在装置水平方向,为10 Hz时的0.308 mm;最大振动速度在装置垂直方向,为35 Hz时的11.9 m/s;最大振动加速度在装置垂直方向,为40 Hz时的10.5 m/s2.装置在10 Hz以及35～50 Hz范围内运行时存在较大振动;在15～30 Hz范围内运行相对较为平稳,建议装置在此范围内运行;装置在垂直方向上振动较为明显,应增添垂直方向上约束以实现装置的减振.     

基于点云的TBM隧道成型质量检测方法及应用

以硬岩隧道掘进机(TBM)隧道围岩为研究对象,应用三维激光扫描技术检测TBM隧道成型质量,提出了基于三维激光扫描技术的TBM隧道成型质量自动检测方法.将车载云台和二维激光扫描仪组成的三维扫描装置安装在TBM主梁上,车载云台带着二维扫描仪朝刀盘方向快速旋转90°,通过旋转编码器将扫描仪的二维点云实时转换成隧道的三维点云,对点云进行隧道轴线计算、滤波、截取等预处理,通过截面提取与三次分段Hermite插值曲线拟合的方法计算围岩的剥落与塌方.提出了隧道成型质量参数并依据其判断隧道成型质量,结合TBM隧道工程实例进行分析,验证TBM隧道成型质量检测方法的可行性.采用本方法可实现在TBM施工过程中隧道成型质量同步进行检测,形成数字化测量体系.     

基于车载三维测量系统的立交桥三维信息获取研究

利用激光扫描仪与导航POS组成的车载三维测量系统对立交桥的各层路面进行移动平推式扫描,获取立交桥的三维信息.将导航POS获取的系统位置与姿态信息和激光测距仪获取的扫描距离与角度信息进行时间匹配,通过解算得到大地坐标下的三维激光点云坐标.同时,可以利用定点的三维旋转式激光扫描,获取立交桥的横断面信息及交错处的内部细节.在实际应用中,针对立交桥这一特殊城市道路建筑进行测量,取得了一定的效果.     

树脂基复合成型材料激光烧结过程温度场数值模拟

介绍了变长线扫描激光烧结成型技术的基本原理．建立了树脂基复合成型材料变长线扫描激光烧结过程温度场的数学模型，利用有限元方法进行了数值计算．并对烧结过程温度场进行了实验测量，以验证模拟计算结果．     

921A钢激光熔覆的工艺参数研究

根据激光熔覆的主要影响因素,用实验的方法,通过宏观和微观的分析,探究了WC添加量、激光功率、预置粉末厚度和扫描速度对在921A钢基体上制备Fe基WC复合粉末熔覆层的影响。实验结果表明WC20%添加量、激光功率5 500 W、预置粉末厚度1.5 mm和扫描速度8 mm/s是激光熔覆制备Fe基WC复合粉末涂层的较优工艺。这一结果对921A潜艇钢表面激光改性的工艺参数优化具有重要的参考意义。     

生长型制造中分形扫描路径对温度场的影响

针对生长型制造提出了一种新的扫描路径──分形扫描路径．通过算例,对比分析了一种分形扫描路径与常用的直线扫描路径烧结单层铁粉形成的温度场．以烧结零件物理性能好坏为评判标准,表明分形路径较优．温度场理论分析结果可为确定激光扫描参数提供直接依据．     

CHO细胞微核的激光扫描细胞仪自动化检测方法

 运用激光扫描细胞仪,采用FITC和PI两种荧光染料,结合细胞胞质分裂阻断微核技术,对环磷酰胺(CP)诱导的中国仓鼠卵巢(CHO)细胞微核进行了检测,并将该方法与传统微核显微镜检法进行了比较,旨在探索CHO细胞体外微核的激光扫描细胞仪自动化检测方法.结果表明,激光扫描细胞仪方法能够准确识别胞质阻滞的双核细胞及双核细胞中的微核,环磷酰胺(CP)处理浓度与其诱导的双核细胞微核率成正相关,激光扫描细胞仪法与传统显微镜检法获得的微核率具有良好的相关性.激光扫描细胞仪检测方法能简便、经济、快速、高效地检测CHO细胞微核,适于体外培养细胞尤其是贴壁细胞微核的高通量检测.