中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
衬层是连接固体火箭发动机壳体和推进剂的重要组成部分,其粘接状态决定着推进剂-衬层-壳体粘接界面的完整性,进而影响固体发动机的安全可靠性。针对衬层粘接结构的混合态和非连续阻抗特性,研究了激光超声在衬层结构中的传播规律,搭建了实验装置;以烧蚀机制激发超声波为手段,通过提取超声波在衬层中的传播时间和相对声衰减量,采用超声波透射法对衬层的固化过程进行状态表征,提出了用于求解衬层中纵波渡越时间的标定时间差值法,建立了非连续阻抗的相对声衰减模型。实验结果表明,采用标定时间差值法获得的渡越时间,以及采用相对声衰减模型计算得到的声衰减量能够很好地表征衬层的固化过程。
激光器 激光超声 激光发射器 激光接收器 固体火箭发动机 衬层
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
衬层固化是固体火箭发动机的关键步骤, 其状态影响着火箭发动机最终性能。本文通过激光超声在线监测平台采用激光超声非接触在线监测方法对硅酮密封胶的固化过程进行监测, 该方法结合经验模态分解(EMD)算法对激光超声回波信号进行处理, 根据超声传播速度和超声衰减的变化情况来表征其固化状态。监测结果表明, 随着固化反应的进行, 超声传播速度首先迅速增加, 而后略微下降, 最后趋于平稳; 超声衰减首先迅速减小, 而后缓慢减小, 最后趋于平稳, 完整的反映了整个的固化过程, 能够对其半固化状态进行判定, 为衬层的固化状态进行非接触在线监测奠定基础。
非接触在线监测 固化状态 激光超声 硅酮密封胶 non-destructive testing curing state laser ultrasonic technology silicone sealant
中北大学信息与通信工程学院, 山西 太原 030051
为从海量激光扫描点云数据中准确提取特征,提出了一种基于形态学梯度的激光扫描点云特征提取方法。该方法首先生成海量激光扫描点云数字高程模型,而后通过数学形态学对梯度的定义求取各激光脚点梯度,将梯度局部邻域均值作为局部自适应阈值,对点云数据进行分割,生成特征部分与平坦部分。使用随机抽样一致方法拟合平坦部分平面以及特征部分的圆孔,求取台阶面高度、圆孔内径等特征信息。实验结果表明:该方法可以有效地提取大规模点云数据的特征,圆孔类特征值提取最大误差不超过0.05 mm,台阶面高度提取误差不超过0.1 mm。
测量 信号处理 激光点云 数字高程模型 特征提取 随机抽样一致 激光与光电子学进展
2018, 55(5): 051203
中北大学信息与通信工程学院，山西 太原 030051
针对钢板厚度及其表面缺陷的在线检测问题，设计了钢板外观质量检测系统。通过线阵CCD相机采集钢板表面的云纹图像，并对云纹图像进行小波变换，提取小波脊处对应的小波变换系数的相位信息，从而实现对钢板的三维重构。实验结果证明：钢板的厚度测量精度为0.08 mm；表面缺陷的测量精度为0.2 mm；在线检测速度为6 m/s。能够同时实现钢板的厚度与表面缺陷的在线检测。
光栅投影 小波变换 在线检测 钢板质量检测 grating projection wavelet transform online detection quality inspection of steel plate
中北大学 电子测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051
针对傅里叶变换轮廓术在实际测量中容易受到光学成像系统和计算方法的影响而使得测量结果不精确的现象, 提出基于最小二乘法的条纹图像预处理技术, 并讨论了滤波器的设计、相位展开的方法及系统标定模型对测量结果的影响。实验表明, 改进后的方法其测量误差在2%以内。
傅里叶变换轮廓术 预处理 滤波器 相位展开 系统标定 FTP preprocessing filter phase unwrapping system calibration
