郑州经贸学院艺术设计学院, 河南 郑州 451191
在纺织服装领域, 传统纺织服装工艺虽做工良好, 但在大批量生产时, 无法满足人们的需要。在此基础上, 激光加工技术出现后便在纺织服装领域得到广泛的应用, 其具有加工精度高、自动化程度高等优点。目前存在的激光加工技术主要有激光裁剪与切割、激光雕刻、激光焊接及其他激光加工技术。对纺织服装领域的激光加工技术进行简要介绍并对其研究现状进行总结, 对激光加工技术在纺织服装领域的发展及趋势进行展望。
激光加工 纺织服装 激光裁剪与切割 激光雕刻 激光焊接 激光检测 laser processing textile and clothing laser cutting laser engraving laser welding laser detection
华北电力大学(保定)控制与计算机工程学院, 河北 保定 071003
在电厂石灰石湿法脱硫过程中, 为了取得良好的脱硫效果, 石灰石浆液颗粒粒径需要保持一个合适的范围。电厂目前主要通过筛分法对颗粒粒径进行检测, 但这种方法耗时较长无法实现实时检测的目的, 针对这个问题设计出一种基于激光衍射法的实时检测系统。在该系统中, 将检测样品从旋流器溢流口引出, 经纯水稀释后流入透明细管, 使用激光获取浆液衍射图像, 采用改进Phillips-Twomey算法进行反演计算得出石灰石浆液的粒径分布。对激光检测部分进行了实验, 实验检测结果与电厂筛分法检测结果基本一致, 满足现场检测需求。结果表明该检测方法能够准确检测石灰石浆液的合格率, 具有很好的可行性。
湿法脱硫 颗粒粒径 激光检测 粒径分布 wet desulfurization particle size laser detection particle size distribution
1 上海工程技术大学电子电气工程学院, 上海 201620
2 上海理工大学光电信息与计算机工程学院, 上海 200093
3 上海航天设备制造总厂有限公司, 上海 200245
航空发动机叶片长期工作在高温高压的涵道中,容易发生断裂、划道、形变等损伤。损伤叶片增材修复的关键是对其进行三维数字建模,模型的精度直接影响到熔覆制造的质量。基于航空发动机叶片的空间扭转特征,提出了一种非接触式的激光交叠式三维重建方法。利用扫描策略中线激光测头与叶片相对位置的特征矩阵初始化点云配准参数,通过分配权值缩小源点云规模,对迭代最近点算法进行优化。最后对点云数据进行精简、网格化,建立了损伤叶片的三维模型。在配准过程中,分析了点云块的交叠率对模型精度的影响。实验结果表明,当交叠率为50%时,采集时间短、信息完整度高,通过标准量块阶梯验证了模型的测量精度为10 μm,满足损伤叶片重建模型的精度要求。
航空发动机叶片 激光检测 点云处理 迭代最近点 逆向工程 激光与光电子学进展
2020, 57(16): 161504
1 东北石油大学 土木建筑工程学院，黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 电子科学学院，黑龙江 大庆 163318
3 中国石油四川石化有限责任公司，四川 成都 611930
基于激光吸收光谱技术的气体检测手段具有非接触，分辨率高，灵敏度高等优势，然而激光在线检测气体过程易受温度变化导致其浓度测量偏差增大。以氨气为研究对象，探究了温度对氨气吸收谱线线强的影响规律及影响机制，搭建了非常温条件（298 K至323 K）氨气激光检测实验平台，提出了气体吸光度-温度关联式法对浓度反演结果进行修正处理。结果表明：浓度一定时，总配分函数比值rQ是氨气分析吸收线强随温度升高过程中的主导控制因素，总配分函数比值与温度的负相关关系造成氨气光谱吸光度随温度升高而降低；修正前浓度反演值随着温度升高而降低，温度达到323 K时，浓度反演值为3.13%，与标准浓度值相比其误差高达37.4%，经过修正后的浓度反演值与标准浓度值的相对误差在0.2%～1.4%范围内。
激光检测 吸收光谱 线强 温度 修正 laser detection absorption spectrum line strength temperature correction
1 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 土木建筑工程学院, 黑龙江 大庆 163318
为实现多元热流体组分含量激光在线检测, 根据多次反射吸收光谱原理提出了长光程开放光路反射阵列光学池, 研究了不同光斑直径下光束发散角和对准误差对多元热流体检测系统接收效率的影响, 并且针对高温注汽管道内壁产生的杂散辐射提出一种新型消杂光结构。研究结果表明: 反射镜镀膜为银膜, 光学窗口材料为熔融石英, 多次反射结构的最佳反射次数为40次, 有效吸收光程为220 cm; 对于不同光斑直径的检测光束, 发散角与对准误差的增大对系统接收效率的衰减趋势和衰减幅度基本一致; 离轴角为5°时, 系统点源透射比(PST)为121×10-7。最后通过高温管道内壁热辐射抑制实验验证了杂光抑制结构的有效性。
光学设计 多元热流体 激光检测 吸收光程 杂光抑制 optical design multiple thermal fluids laser detection absorption path-length stray lights suppression
1 东北石油大学 土木建筑工程学院， 黑龙江 大庆 163318
2 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室, 黑龙江 大庆 163318
利用IRTracer-100傅里叶变换红外光谱仪测量了柴油介质的光谱数据，根据光谱数据反演柴油介质的光学常数，分析不同温度对柴油透射光谱及光学常数的影响。研究结果表明: 在波段400~2000cm-1范围内存在470cm-1、1377cm-1、1454cm-13个吸收区域; 柴油的折射率对光谱的选择性很强，吸收指数呈现波动性变化; 在波段905~1200cm-1范围内，柴油的折射率随波长增加波动性较大，吸收指数随温度升高而明显下降，25℃波数为939cm-1时吸收指数存在最大值0.01523; 在波段1800~2100cm-1范围内，柴油的折射率随温度升高而增大，吸收指数在2085cm-1存在最大值0.00738。
柴油 温度 吸收指数 激光检测 折射率 diesel temperature absorption index laser detection refractive index
1 东北石油大学 电子科学学院, 黑龙江 大庆 163318
2 东北石油大学 土木建筑工程学院, 黑龙江 大庆 163318
为减小调制噪声背景的干扰, 提出了直接吸收光谱激光检测气体浓度反演的三级卷积降噪信号处理方法.以谱线6 612.939 cm-1附近氨气分子吸收为例, 分析了该降噪方法对氨气浓度反演的有效性.实验结果表明, 经三级卷积降噪后的氨气原始吸收谱线信号整体均方根误差由初始8.53降至1.01, 基线扣除归一化得到的氨气光谱吸收率谱线信噪比提高3.3倍; 连续5次测量浓度5%标准氨气, 反演浓度值平均偏差为0.0743%, 相对标准偏差为1.4%, 优于原始吸收谱线信号的小波降噪和不降噪处理反演值.采用三级卷积降噪方法预处理原始吸收谱线信号, 提高了气体浓度反演精度, 可为工业过程高浓度气体激光在线检测提供参考.
激光检测 吸收光谱 调制噪声 降噪 光谱预处理 Laser detection Absorption spectroscopy Modulation noise Denoising Spectral preprocessing
1 北京市数字化医疗3D打印工程技术研究中心, 北京 100124
2 北京工业大学激光工程研究院, 北京100124
进入二十一世纪, 激光检测技术蓬勃发展, 在工业生产、材料科学与工程、环境保护领域有着重要的应用。介绍了激光粉尘检测系统在数据传输、环境监测等方面的研究, 对基于光散射法的粉尘检测、激光差分探测式的粉尘检测、激光消光法的粉尘检测, 以及基于主动激光雷达的遥感探测, 对激光粉尘检测的研究现状, 及未来的发展进行展望。
激光检测 粉尘检测 环境保护 laser detection dust detection PM2.5 PM2.5 environmental protection
哈尔滨工业大学 电气及自动化学院，黑龙江 哈尔滨 150001
针对双激光位移传感器测量大型壳段厚度过程中噪声对检测精度的影响，提出利用变分模态分解来实现对厚度信号的自适应去噪，利用相邻固有模态函数之间的离散Hellinger距离来获取最佳的模态数。该方法将变分模态分解算法引入到激光信号的自适应滤波过程中，分析并改进了变分模态分解算法的过分解、欠分解以及能量泄露的问题。然后，对改进的变分模态分解与希伯特振动分解和自适应噪声总体集合经验模态分解进行性能对比，提出了固有模态函数的相对瞬时能量概率的概念。最后，结合离散Hellinger概率分布距离理论判断固有模态之间的信噪分界点，实现了对信号的重构及滤波处理。仿真和实验结果表明，该方法对壳段厚度信号处理的信噪比为39.27 dB，比自适应噪声总体集合经验模态分解方法提高了10 dB，具有良好的自适应性，无需先验条件便能快速有效地识别并分离激光信号中的噪声成分。
壳段厚度 厚度测量 激光检测 信号去噪 变分模态分解 Hellinger距离 shell thickness thickness measurement laser measure ment signal denoising variational mode decomposition Hellinger distance
