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基于合成孔径聚焦成像的混凝土内部损伤超声检测方法研究
1
作者 吴国亮 《广东建材》 2025年第9期100-103,共4页
针对混凝土内部损伤超声检测中结构噪声干扰强、缺陷信号识别困难等问题,本研究提出基于合成孔径聚焦成像(SAFT)与空气耦合超声的协同检测方法。通过构建三维有限差分声场模型(网格精度0.5mm,时间步长5ns),系统揭示了混凝土介质中声衰减... 针对混凝土内部损伤超声检测中结构噪声干扰强、缺陷信号识别困难等问题,本研究提出基于合成孔径聚焦成像(SAFT)与空气耦合超声的协同检测方法。通过构建三维有限差分声场模型(网格精度0.5mm,时间步长5ns),系统揭示了混凝土介质中声衰减(1.02±0.05dB/mm)与骨料散射的耦合作用规律,提出基于时延方差的自适应相位校正算法(校正阈值Δτ<0.15μs)。实验结果表明:SAFT处理使缺陷横向分辨率达到探头直径的50%(20mm@40mm探头),较常规B扫描提升37.5%;信噪比提升32.6%至19.5dB,深度200mm范围内定位误差小于±8mm。结合空气耦合超声技术建立检测参数优化模型(探头间距120mm/激励电压300V),实现单测点15秒快速扫描(200×300mm区域),检测效率较传统方法提高8倍。 展开更多
关键词 合成孔径聚焦成像 有限差分法 缺陷定位误差 衰减系数
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超声全聚焦成像的裂纹类缺陷定量误差分析 被引量：2
2
作者 康达 孔庆茹 +5 位作者 马啸啸 林珊珊 张宏 马兆光 吴慧慧 陈尧 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第2期136-145,共10页
虽然超声全聚焦成像(total focusing method,TFM)具有直观显示裂纹特征的明显优势,但通过TFM图像进行裂纹定量时不可避免地出现测量误差。该文采用模拟与实验对比的方式,分析TFM技术的裂纹定量误差。从超声波波长对缺陷深度的影响规律入... 虽然超声全聚焦成像(total focusing method,TFM)具有直观显示裂纹特征的明显优势,但通过TFM图像进行裂纹定量时不可避免地出现测量误差。该文采用模拟与实验对比的方式,分析TFM技术的裂纹定量误差。从超声波波长对缺陷深度的影响规律入手,分析和研究裂纹长度和取向的全聚焦图像测量误差原因。最后,通过模拟实验对比的方式验证裂纹定量误差。研究结果表明,裂纹上、下尖端的测量深度比实际深度均有所下沉,但两者下沉的深度基本相同,相差在0.6 mm以内,裂纹长度的测量误差范围为0~1 mm,带取向裂纹的取向测量误差基本保持在3°以内。因此,上、下尖端在深度上的测量误差对裂纹长度和取向的影响极小。经实验验证,裂纹深度、长度及取向误差的结论与模拟的结论一致。 展开更多
关键词 超声 全聚焦 定量误差 裂纹长度 裂纹取向
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液体颗粒测量技术鞘流系统的设计与仿真
3
作者 王奋斗 佟首峰 +1 位作者 张鹏 许丽 《应用光学》 CAS 北大核心 2024年第6期1132-1137,共6页
液体颗粒测量技术是基于光散射法或光阻法,对液体中含有的颗粒物的粒径和数量等进行分析检测的技术。针对液体颗粒测量技术对测量精度的要求,基于流体动力聚焦原理,利用SolidWorks软件设计了用于液体中颗粒测量的鞘流系统模型。通过COM... 液体颗粒测量技术是基于光散射法或光阻法,对液体中含有的颗粒物的粒径和数量等进行分析检测的技术。针对液体颗粒测量技术对测量精度的要求,基于流体动力聚焦原理,利用SolidWorks软件设计了用于液体中颗粒测量的鞘流系统模型。通过COMSOL的流体计算模块对该模型进行流体仿真计算,对聚焦流宽度的变化和系统对颗粒的聚焦性能进行仿真。仿真结果表明:该鞘流系统对样品流的聚焦性能与理论推导的一致,并且在样品流速度为0.1 m/s时,可将其聚焦到0.24 mm的宽度。并利用COMSOL颗粒追踪模块对该宽度下的颗粒轨迹进行仿真,实现了对颗粒的有效聚焦。在此基础上,对颗粒流经检测区时的状态进行分析,得出了重合误差的影响因素,对液体颗粒测量技术鞘流系统的实际设计具有一定的理论指导意义。 展开更多
关键词 颗粒测量 鞘流技术 重合误差 流体动力聚焦
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合成孔径声呐成像自聚焦方法研究 被引量：13
4
作者 刘纪元 唐劲松 +2 位作者 孙宝申 张春华 李启虎 《声学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第2期151-154,共4页
合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,简称SAS)载体的随机运动、声波传播媒质不稳定等会影响成像的质量。大的运动误差可由运动补偿修正,但残余运动误差和媒质的影响需要自聚焦方法来修正。本文推导出小的SWAY误差下脉冲压缩图象域... 合成孔径声呐(Synthetic Aperture Sonar,简称SAS)载体的随机运动、声波传播媒质不稳定等会影响成像的质量。大的运动误差可由运动补偿修正,但残余运动误差和媒质的影响需要自聚焦方法来修正。本文推导出小的SWAY误差下脉冲压缩图象域内运动误差模型,并将合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,简称SAR)中的PATCH-PGA方法用于SAS自聚焦,仿真实验和湖试结果表明了该方法的有效性。 展开更多
关键词 合成孔径声呐 自聚焦 SAS 运动误差模型 成像质量
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空间相机调焦机构误差分析 被引量：16
5
作者 陈洪达 陈永和 +2 位作者 史婷婷 郑庚 刘晓华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1349-1356,共8页
空间高分辨率遥感仪器的发射过程和在轨复杂的温度环境条件会使其光学焦平面发生偏离,从而影响相机的成像质量。为补偿相机焦平面位置的变化,本文根据高分辨红外相机的在轨应用环境以及光学设计要求,对相机的调焦机构进行了方案设计和... 空间高分辨率遥感仪器的发射过程和在轨复杂的温度环境条件会使其光学焦平面发生偏离,从而影响相机的成像质量。为补偿相机焦平面位置的变化,本文根据高分辨红外相机的在轨应用环境以及光学设计要求,对相机的调焦机构进行了方案设计和误差分析。计算了结构误差对系统精度的影响,对不同类型结构的精度进行了归类,并利用齐次坐标变换矩阵建立了误差分析模型。同时,详细分析了误差源的特性、概率分布和变换矩阵参量间的关系。利用MonteCarlo法进行了仿真,结果表明该机构设计合理,满足仪器的使用要求。样机测试表明,该机构行程内轴向位置误差为(-0.01±0.003 6)mm,透镜最大倾斜角为25″,最大离轴量为0.005mm。目前,该机构已成功在轨使用。 展开更多
关键词 空间遥感 空间相机 调焦机构 误差分析 误差建模 MONTE Carlo法
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空间相机直线调焦机构的设计 被引量：47
6
作者 安源 齐迎春 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期609-614,共6页
针对空间相机在使用时受空间环境中重力、温度及压力等因素的影响,引起各光学镜面位置相对变化,从而导致像平面与焦平面不重合的问题,在分析空间相机的3种调焦方式及调焦机构设计基本原则的基础上,针对某空间相机的要求设计了一种直线... 针对空间相机在使用时受空间环境中重力、温度及压力等因素的影响,引起各光学镜面位置相对变化,从而导致像平面与焦平面不重合的问题,在分析空间相机的3种调焦方式及调焦机构设计基本原则的基础上,针对某空间相机的要求设计了一种直线调焦机构。利用滚珠丝杠将旋转运动转化为直线运动,并结合直线导轨约束运动形式,采用绝对式编码器检测位移。该机构具有低摩擦、传动简单等优点,可有效地减少过多的传动环节所带来的传动误差。采取开环控制和闭环控制两种方式检验了该机构的精度,并讨论了误差产生的原因。实验数据的统计分析及残差分析表明,直线调焦机构的开环调焦精度为0.0025mm,闭环调焦的精度可达到0.0015mm,满足0.01mm使用要求。 展开更多
关键词 空间相机 调焦机构 误差分析
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X射线衍射和散射光束线环面聚焦镜的面形精度与像差分析 被引量：15
7
作者 黄志刚 董晓浩 +1 位作者 高飞 徐朝银 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 2004年第1期26-30,共5页
介绍了用于NSRL的X射线衍射和散射光束线中环面聚焦镜的成像原理和基本结构,分析计算了各种像差和面形精度对成像质量的影响,重点描述了镜子因受力弯曲在子午方向的曲率变化与理论值的误差以及反射表面受同步辐射光照射而产生的热载变形... 介绍了用于NSRL的X射线衍射和散射光束线中环面聚焦镜的成像原理和基本结构,分析计算了各种像差和面形精度对成像质量的影响,重点描述了镜子因受力弯曲在子午方向的曲率变化与理论值的误差以及反射表面受同步辐射光照射而产生的热载变形,进而求得实验样品上束斑成像的高度。最后用CCD探测实际光斑的尺寸,结果表明:理论计算与实测数据非常吻合。 展开更多
关键词 环面聚焦镜 面形误差 像差 同步辐射 X射线衍射 面形精度
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DVD聚焦系统鲁棒重复控制器设计 被引量：4
8
作者 石春 吴刚 +1 位作者 王嵩 周全 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第7期1642-1645,共4页
在DVD聚焦伺服系统中,光盘翘曲会导致产生与光盘转动频率相同的周期性扰动。采用重复控制器可以有效抑制周期扰动,但是重复控制器影响闭环系统稳定性,尤其是当对象具有不确定性时,重复控制器设计的难度将大大增加。故一种基于H无穷理论... 在DVD聚焦伺服系统中,光盘翘曲会导致产生与光盘转动频率相同的周期性扰动。采用重复控制器可以有效抑制周期扰动,但是重复控制器影响闭环系统稳定性,尤其是当对象具有不确定性时,重复控制器设计的难度将大大增加。故一种基于H无穷理论的鲁棒控制策略被给出,仿真实验证明了该策略的有效性。 展开更多
关键词 重复控制器 光盘驱动器 聚焦误差 DVD
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基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量系统 被引量：4
9
作者 李飞 李林 +1 位作者 洪宝玉 赵维谦 《计量学报》 CSCD 北大核心 2014年第2期129-132,共4页
为满足后顶焦度高精度测量需求，提出了一种基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量方法，研制了一套测量系统。该系统将激光差动共焦技术的精密定焦性能应用于后顶焦度测量，显著地提高了定焦定位能力，利用干涉测长技术测量相应偏离距离... 为满足后顶焦度高精度测量需求，提出了一种基于激光差动共焦技术的后顶焦度测量方法，研制了一套测量系统。该系统将激光差动共焦技术的精密定焦性能应用于后顶焦度测量，显著地提高了定焦定位能力，利用干涉测长技术测量相应偏离距离，最终实现后顶焦度的精密测量。分析了测量装置的设计思路和测量精度的影响因素。理论分析和实验结果表明，该系统测量精度可达0．03m^-1。 展开更多
关键词 计量学 激光差动共焦定焦 后顶焦度 定焦误差 校准
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选区激光熔化成形系统的动态聚焦技术研究 被引量：4
10
作者 章文献 史玉升 贾和平 《应用激光》 CSCD 北大核心 2008年第2期99-102,共4页
针对二维振镜存在的聚焦误差问题,根据产生聚焦误差的原理,采用动态聚焦技术补偿聚焦误差。分析振镜激光扫描过程中的图形失真机理,采用坐标映射方式补偿图形畸变方法。基于PCI总线控制技术实现动态聚焦振镜扫描的控制,并将该动态扫描... 针对二维振镜存在的聚焦误差问题,根据产生聚焦误差的原理,采用动态聚焦技术补偿聚焦误差。分析振镜激光扫描过程中的图形失真机理,采用坐标映射方式补偿图形畸变方法。基于PCI总线控制技术实现动态聚焦振镜扫描的控制,并将该动态扫描系统应用于选区激光熔化成形设备,通过选区激光熔化成形工艺实验,验证了所开发的动态聚焦系统满足选区激光熔化成形工艺要求。 展开更多
关键词 激光技术 动态聚焦 PCI总线控制技术 聚焦误差
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空间相机调焦机构运动同步性误差分析 被引量：7
11
作者 刘炳强 张帆 +2 位作者 李景林 许艳军 孙斌 《中国光学》 EI CAS 2013年第6期946-951,共6页
研究了空间相机调焦机构的运动同步性误差对成像质量的影响。针对某型空间相机的大尺寸焦面调焦机构,分析了运动同步性误差产生的原因。按照其光学系统参数计算得出当系统光学传递函数下降不超过5%时,调焦机构运动同步性误差的最大允许... 研究了空间相机调焦机构的运动同步性误差对成像质量的影响。针对某型空间相机的大尺寸焦面调焦机构,分析了运动同步性误差产生的原因。按照其光学系统参数计算得出当系统光学传递函数下降不超过5%时,调焦机构运动同步性误差的最大允许值为0.02 mm。针对其采用的调焦机构,推导出运动同步性误差计算公式,并计算得到该调焦机构的最大运动同步性误差为0.015 mm。最后,对该调焦机构进行了实际测试。测试结果显示,该调焦机构的运动同步性误差在振动实验前后分别为0.012和0.013 mm,表明该机构的运行非常稳定。理论分析以及实验结果证明了该调焦机构完全满足应用要求。 展开更多
关键词 运动同步性误差 调焦机构 偏心轴 空间相机
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大曲率弧矢弯曲复合晶体的研制 被引量：2
12
作者 李中亮 康乐 +2 位作者 赵飞云 程显超 徐朝银 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1930-1935,共6页
为提升国家同步辐射实验室X射线吸收精细结构(NSRL-XAFS)的光束线性能,提出将现有双平面晶单色器改造成弧矢聚焦双晶单色器的思想。采取将晶体与钛合金复合的工艺,实现了晶体的大曲率弹性弯曲,并将其用作弧矢聚焦晶体单色器中第二晶体... 为提升国家同步辐射实验室X射线吸收精细结构(NSRL-XAFS)的光束线性能,提出将现有双平面晶单色器改造成弧矢聚焦双晶单色器的思想。采取将晶体与钛合金复合的工艺,实现了晶体的大曲率弹性弯曲,并将其用作弧矢聚焦晶体单色器中第二晶体的成像元件。鉴于NSRL-XAFS实验的光学要求,设计制作了复合晶体试验模型,通过有限元分析计算和长程面形仪实际测量得到了不同弯曲半径下晶体的面形精度,并用激光模拟其聚焦性能。结果表明,在缩放比为1/3时,样品上的成像束斑水平尺度(FWHM)由43mm(无聚焦)缩小到3mm,光子密度提高了近一个量级。这些结果满足NSRL在现有光源条件下提升XAFS数据采集质量的要求。 展开更多
关键词 复合晶体 弧矢聚焦 面型误差 弯曲 衍射
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基于不可分离小波框架变换的多聚焦图像融合算法 被引量：4
13
作者 李振华 敬忠良 +1 位作者 孙韶媛 刘刚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期557-560,共4页
为解决多聚焦图像融合问题,提出了一种基于不可分离小波框架(NWF)变换的融合算法:首先,对各原图像进行NWF变换;然后,根据变换后系数计算图像的对比度量测,融合处理为基于对比度量测的系数选取过程,并对选取后的系数进行一致性校验;最后... 为解决多聚焦图像融合问题,提出了一种基于不可分离小波框架(NWF)变换的融合算法:首先,对各原图像进行NWF变换;然后,根据变换后系数计算图像的对比度量测,融合处理为基于对比度量测的系数选取过程,并对选取后的系数进行一致性校验;最后,对组合后的系数进行NWF逆变换,得到融合后的图像.实验结果表明,该算法能够较好地解决多聚焦图像融合问题. 展开更多
关键词 图像融合 多聚焦图像 不可分离小波框架变换 图像处理
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磁聚焦法测量电子荷质比实验中励磁电流测量方法的研究 被引量：3
14
作者 王玉清 杨能勋 薛琳娜 《大学物理》 北大核心 2012年第3期44-46,共3页
根据电荷在电场、磁场中的运动特点,分析了磁聚焦法测量电子荷质比的原理;利用磁场叠加原理,从理论角度探讨了测量磁聚焦时励磁电流的方法,并对各种方法进行了比较;从实验角度对实验数据分析处理,指出了误差产生的主要原因之一,得出了... 根据电荷在电场、磁场中的运动特点,分析了磁聚焦法测量电子荷质比的原理;利用磁场叠加原理,从理论角度探讨了测量磁聚焦时励磁电流的方法,并对各种方法进行了比较;从实验角度对实验数据分析处理,指出了误差产生的主要原因之一,得出了测量磁聚焦时励磁电流值的新方法. 展开更多
关键词 电子荷质比 励磁电流 环境磁场 磁聚焦 电聚焦 误差
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聚焦性检测与彩色信息引导的光场图像深度提取 被引量：5
15
作者 胡良梅 姬长动 +2 位作者 张旭东 张骏 王丽娟 《中国图象图形学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期155-164,共10页
目的光场相机可以通过一次拍摄,获取立体空间中的4D光场数据,渲染出焦点堆栈图像,然后采用聚焦性检测函数从中提取深度信息。然而,不同聚焦性检测函数响应特性不同,不能适应于所有的场景,且现有多数方法提取的深度信息散焦误差较大,鲁... 目的光场相机可以通过一次拍摄,获取立体空间中的4D光场数据,渲染出焦点堆栈图像,然后采用聚焦性检测函数从中提取深度信息。然而,不同聚焦性检测函数响应特性不同,不能适应于所有的场景,且现有多数方法提取的深度信息散焦误差较大,鲁棒性较差。针对该问题,提出一种新的基于光场聚焦性检测函数的深度提取方法,获取高精度的深度信息。方法设计加窗的梯度均方差聚焦性检测函数,提取焦点堆栈图像中的深度信息;利用全聚焦彩色图像和散焦函数标记图像中的散焦区域,使用邻域搜索算法修正散焦误差。最后利用马尔可夫随机场(MRF)将修正后的拉普拉斯算子提取的深度图与梯度均方差函数得到的深度图融合,得到高精确度的深度图像。结果在Lytro数据集和自行采集的测试数据上,相比于其他先进的算法,本文方法提取的深度信息噪声较少。精确度平均提高约9.29%,均方误差平均降低约0.056。结论本文方法提取的深度信息颗粒噪声更少;结合彩色信息引导,有效修正了散焦误差。对于平滑区域较多的场景,深度提取效果较好。 展开更多
关键词 深度提取 光场相机 焦点堆栈图像 聚焦性检测 散焦误差
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脉冲星角位置强度关联测量聚焦光学系统 被引量：1
16
作者 左富昌 梅志武 +3 位作者 邓楼楼 周昊 贝晓敏 黎月明 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期117-127,共11页
脉冲星导航为未来深空探测与导航提供一种可能途径,采用X射线强度关联方法对脉冲星角位置进行高精度测量,可适应高精度时空基准系统构建的发展需求,从理论上提高导航精度。X射线聚焦光学系统是脉冲星高精度测量与探测设备的核心部件,通... 脉冲星导航为未来深空探测与导航提供一种可能途径,采用X射线强度关联方法对脉冲星角位置进行高精度测量,可适应高精度时空基准系统构建的发展需求,从理论上提高导航精度。X射线聚焦光学系统是脉冲星高精度测量与探测设备的核心部件,通过高效率聚焦实现对脉冲星极弱X射线光子流量的增强。首先,针对脉冲星角位置强度关联测量地面试验需求,开展了多层嵌套X射线聚焦光学系统的光学设计与性能分析,获得了设计参数对有效面积和角分辨率的影响关系,确定了反射镜几何参数与反射面材料;其次,确定了聚焦光学系统的总体制造误差标准,对高频误差和中低频误差分别进行了分配;然后,采用电铸镍复制工艺加工了超光滑芯轴与反射镜,测试了芯轴的粗糙度和面形误差,利用北京同步辐射光源测试了反射镜的反射率;最后,搭建了原位精密装调装置,完成了多层嵌套反射镜精密装调,实测角分辨率达到12.16″。经强度关联测量试验验证,聚焦光学系统显著提高了探测器接收的光子个数,满足脉冲星角位置强度关联测量的要求。 展开更多
关键词 脉冲星角位置 强度关联测量 X射线聚焦光学系统 误差分配 加工与装调
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绿光光存储实验研究 被引量：4
17
作者 贺锋涛 冯晓强 +2 位作者 白永林 张东玲 侯洵 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期761-764,共4页
在光存储技术中 ,采用短激光波长激光器和大数值孔径物镜是提高光存储密度的两种有效途径 本文采用 5 32nm波长激光 ,0 .6 5数值孔径物镜 ,建立了绿光存储实验装置 并采用该实验装置在CD RW相变光盘上进行了存储实验研究 ,实现了线宽... 在光存储技术中 ,采用短激光波长激光器和大数值孔径物镜是提高光存储密度的两种有效途径 本文采用 5 32nm波长激光 ,0 .6 5数值孔径物镜 ,建立了绿光存储实验装置 并采用该实验装置在CD RW相变光盘上进行了存储实验研究 ,实现了线宽约为 5 0 展开更多
关键词 光存储 离焦检测 自动聚焦
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非理想聚焦引起的激光粒度仪系统误差的数值模拟 被引量：1
18
作者 王清华 简淼夫 +1 位作者 张少明 张传武 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期55-58,共4页
因机械因素产生的非理想聚焦对激光粒度测量精度会产生影响,对此建立了相应的散射光强数学模型。模型的数值积分模拟表明,散焦降低了系统的分辨率,并且对于大颗粒的测量有着显著影响,使得测量结果中大颗粒数量减少,粒度分布向小粒径方... 因机械因素产生的非理想聚焦对激光粒度测量精度会产生影响,对此建立了相应的散射光强数学模型。模型的数值积分模拟表明,散焦降低了系统的分辨率,并且对于大颗粒的测量有着显著影响,使得测量结果中大颗粒数量减少,粒度分布向小粒径方向展宽。系统误差可以通过计算积分式光能分布系数矩阵校正。 展开更多
关键词 激光粒度仪 系统误差 非理想聚焦 数值模拟
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连续变焦望远镜中调焦机构位置误差的测量 被引量：2
19
作者 李雪梅 耿丽红 戴玮 《光电工程》 CAS CSCD 1999年第S1期131-134,共4页
介绍采用两台双频激光干涉仪同时测量连续变焦电视望远镜中变倍组和补偿组位置误差的方法，分析了影响测量精度的原因。这种非接触式测量方法，测量精度高，调整方便，并且引进的附加误差少。
关键词 变焦距望远镜 调焦机构 位置误差 非接触测量
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光纤激光相干合成组束研究 被引量：1
20
作者 陈静 薛海中 +3 位作者 刘学文 沈严 毛登森 张文平 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2011年第9期65-70,共6页
针对光纤激光相干组束方式对于相干合成效率的重要影响,文章对填充因子如何影响相干合成效果进行了深入的理论计算和仿真分析。同时,考虑相干合成中各路光束光轴之间无法避免指向误差,因此又详细计算和仿真了光轴倾斜度对于相干效率的... 针对光纤激光相干组束方式对于相干合成效率的重要影响,文章对填充因子如何影响相干合成效果进行了深入的理论计算和仿真分析。同时,考虑相干合成中各路光束光轴之间无法避免指向误差,因此又详细计算和仿真了光轴倾斜度对于相干效率的影响。基于此探索性地提出了复合离轴扩束聚焦的组束方案,建立了理论模型,得出了焦距、束腰、峰值功率之间的内在联系。并且与平行组束方案进行了对比和分析,讨论了各自的优缺点,可以为后续的试验研究提供有力的理论支撑。 展开更多
关键词 相干合成 填充因子 指向误差 聚集 离轴
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