激光微粒影象的粒径判读准则

1.引言 在许多工程及科学领域中,微粒尺寸及分布的测量是很重要的。在诸类测粒方法中,摄影测粒技术尤受重视。因为摄影方法可将结果长期保存,记录信息量大,测量结果直观易于分析。当以脉冲激光照明进行摄影时,还能将高速运动的微粒“冻结”下来,完全可视作静态处理。激光摄影测粒技术有激光显微摄影和激光全息摄影,二者最后都转化为从     

激光微粒影象的三维判读技术

微粒尺寸和分布的测量在工业、农业等许多工程和科学领域中都很重要。目前检测微粒场特性主要采用光学方法,特别是激光摄影技术,如激光显微摄影和激光全息摄影等。这不仅因为胶片是一种高容量的永久记录介质,还由于测量结果直观,便于分析,其主要困难在于微粒影象的判读和处理。本文希望在微粒影象判读方面提出一种既能确定粒径、又能确定微粒位置的新方法。      

激光全息图像测量自动条纹计数

 在图像测最中,干涉条纹图像并不代表定最结果,而其中的各干涉条纹所具有的条纹级数则是精确测试计量的唯一重要依据。条纹图像判读的主要任务就是条纹计数,即经过识别对各条纹赋以条纹级数,使定性的条纹分布转化为定量的形式。 判读条纹图像有多种方法,如人工判读、机械扫描式判读和数字条纹图像判读处理。     

摄影经纬仪胶片简易自动判读的实现

为了使测量站在日常维护中能够通过数据判定摄影经纬仪设备性能 ,提出了利用扫描仪扫描胶片 ,形成位图文件 ,结合图像处理技术 ,准确读出各项测量数据。文中着重论述了图像的二值化预处理和利用相关法判读脱靶量     

国外激光加工技术的发展和应用(下)

激光清洗微电子器件制造中最令人头痛的是有机物和微粒污染。对于亚微米尺度的半导体器件来说,其失效缺陷是微粒污染造成的。加工中,灰尘直径只及器件最小几何尺寸的1/3至1/10就能造成器件失效。传统的超声清洗和强声清洗对微米级及更小尺寸的微粒越来越无能为力了。目前正在研究开发以下几种激光清面:①微粒或表面吸收激光能量后,热扩散产生的力使微粒离开表面;②激光能量被微粒周围和下面的转移介质(例如,少量的水)吸收,导致介质爆炸性汽化,把微粒推离材料表面;③激光能量被基体材料吸收,然后把吸附的转移介质加热,产生爆炸性汽化。初步试验表明,这些激光辅助去除微粒(LAPR)的方法是有效的,使半导体器件生产成品率的提高有了光明的前景。上述清洗方法同样适用于要求特别严格的光学器件表面。     

PIV技术在复杂二相流场中的应用

光学元器件随飞行器在大气中飞行时,其工作性能越来越多地受到大气悬浮汇聚微粒的影响。大气微粒在复杂流场中呈现何种运动汇聚效应,对于合理准确评估机载光学元器件的工作效能具有十分重要的工程意义,而复杂气动流场中微粒分布状态的预估一直是飞行器外界环境研究中的一个难点。气动问题的复杂性、大气中微粒的多样性一直是制约各种试验手段展开、数值模型建立的主要因素。利用先进的激光粒子图像技术,在风洞中对舵面旋涡主导的复杂流场中的微粒速度及分布特性进行了实验研究。在测量舵面翼梢脱落旋涡特性的基础上,通过激光片光扫描流场全域,同时高帧频CCD相机同步曝光,利用PIV 拍摄到的流场中涡流截面内微粒分布的瞬态图像。结合图像后处理技术,对原始粒子图像进行互相关、二值化处理,通过对图像区域内的灰度值计算,统计相对流场截面内的粒子浓度系数,得到在复杂旋涡结构流场内瞬态粒子的分布特性规律。研究结果表明,利用大气中微粒在激光片光下的米氏散射原理,可以有效地拍摄到复杂流场结构下粒子光学散射及分布的特性图像,解决了传统环境测试设备无法对复杂条件下流场内粒子分布进行实时测量的缺陷;在旋涡为主导的流场中,大气中的微粒由向心力牵引,在涡核周围达到平衡运动状态,微粒环绕涡核形成一条环状带,这一区域中的粒子浓度系数要远大于自由流场中的微粒,涡核中心粒子呈“空洞”状态。     

异型面机件检测方法探析

针对航空维修及制造企业在飞机零部件修理、制造过程中异型面结构零件无法高效、精准检测的需求,以飞机模胎检测作为研究对象,利用数字摄影测量技术开展异型面机件检测方法研究。利用数字相机对工业零部件或产品进行静态或动态摄影,根据像片上的图像信息进行量测、分析,采用数字方法加以处理,从而求定研究对象上点的二维、三维坐标或绘出对象物的各种图解图,解决了大尺寸异型面结构高效率、高精度测量难题。     

大幅面光学摄影测量胶片的数字化实现途径

提出利用成熟的扫描仪产品和一些新技术,对大幅面光学摄影测量胶片进行数字化的途径。通过对通用扫描仪的扫描方法、光学系统、传动机构等进行改进,并采用图像校准技术,完成大幅面光学测量胶片的高精度数字化,从而提高图像分析、判读和处理的精度。     

激光检测内螺纹

美国 General Dynamics Land Systems Division 与另一家公司合作研制了一台激光螺纹检测系统。该系统有个可旋转伸长的光学探针可伸进螺纹孔内,激光束将内螺纹表面的影象反射到光电探测器上,然后通过计算机,在监视器上显示出内螺纹表面高分辨率的图象.并将螺纹的内径、外径和中径的测试结果打印出来。该检测系统沿轴向每0.0508mm 测一螺纹表面数据,每秒钟可测500个数据。在加工条件下,测     

激光测风雷达在风场观测领域的应用及展望

多普勒激光测风雷达因具有高测量精度、高时空分辨率等优势,在晴空天气的风场观测中发挥着重要作用.本文综述了激光测风雷达技术的应用价值以及国内外测风雷达技术与设备研究现状.针对激光测风雷达所存在的问题进行分析,提出其需进一步研究的方向.对激光测风雷达在风场的应用、雷达中尺度数据与CFD?(Computational?Fluid Dynamics)结合应用进行分析总结,重点对某沿海地区风场进行多维度分析.分析结果得出:应用激光测风雷达能提高对风场数据获取水平,为进一步获取更为精准的风场信息,可将激光测风雷达观测的数据和CFD数值模拟等进行综合分析.最后对激光测风雷达设备在技术参数等方面提出展望.     

熔盐泵外特性及内部流动的试验及数值模拟

为了揭示熔盐泵内两相流动的规律,研究了熔盐泵试验方法,得到了熔盐泵的外特性.采用粒子成像测速（PIV）技术测量了蜗舌附近熔盐泵内流动,并对熔盐泵内两相流动进行了非定常数值模拟,阐述了试验结果与模拟结果之间的差别,获得了晶体颗粒在熔盐泵内的体积分数分布,并分析了其演化规律.结果表明:熔盐泵内晶体颗粒体积分数分布较稳定,颗粒集中于叶片吸力面附近.粒径对颗粒在叶轮流道内的积聚影响比较大,粒径越大,颗粒积聚越明显.熔盐泵出口静压周期性波动,波动幅度受叶轮内颗粒体积分数分布影响.      

外旋流器旋流数对三级旋流流场特性的影响

采用二维粒子图像测速(2D-PIV)流场测试技术,试验研究了相同进口条件下多种旋流数组合旋流器出口冷态流场,分析比较了外级旋流器旋流数对流场结构的影响.研究结果表明:外级旋流器旋流强弱并不是回流区形成的主要决定因素；随着外级旋流器旋流数的增加,涡心有向前及向外移动的趋势,其回流区轴向长度逐渐变长,最大回流速度逐渐减小；回流区形状同时受外级旋流器旋流数及内级旋流器旋流数的影响,当外级旋流器旋流数相对内级旋流器旋流数足够大时,较易出现尾迹区；在旋流器出口附近,外级旋流器旋流数较小时旋流器组合流场的湍流强度峰值较大.      

二维机翼影区爬行波RCS的研究

分析了机翼前后缘处于影区时的散射机理,建立了机翼爬行波雷达散射截面（ＲＣＳ）的计算模型。该模型反映出外形参数对ＲＣＳ的影响,便于工程计算。针对典型试件进行了理论计算和一维成像实验,结果吻合良好     

固体火箭喷管颗粒尺寸分级两相跨音速流场计算

本文中对固体火箭喷管颗粒尺寸分级的两相跨音速流场作了计算.气相控制方程采用隐式近似因子分解法求解,尺寸分级的颗粒控制方程采用特征线求解,然后,二者进行充分的耦合,可以获得固体火箭发动机含有任意颗粒质量分数和不同颗粒尺寸时轴对称喷管跨音速流场的参数分布.文中讨论了不同颗粒半径和质量分数对流场的影响,对单一颗粒尺寸和颗粒尺寸分级的参数进行了比较.两相耦合计算的迭代收敛速度取决于气相,本文中气相方程求解的格式除部分边界外是隐式的,CFL数可取至6左右,收敛速度快.特别是对颗粒尺寸分级的计算,得益更大,其得益的倍数为颗粒的分级数.     

燃油喷嘴雾化特性试验研究

为了检验某型航空发动机燃油喷嘴改进设计效果,利用相位多普勒粒子分析仪对燃油喷嘴的雾化性能参数进行试验研究。得到雾化液滴的索太尔平均直径的空间分布、轴向平均速度、脉动速度及其湍流度的分布情况。结果表明:轴向平均速度呈凹盆状分布,脉动速度呈双峰状分布;喷雾中心湍流度大,喷雾边缘湍流度小。随着供油压力增大,在相同测试截面上,喷雾的范围和中心区域粒径变大,边缘位置粒径变小。在相同供油压力下,随着与喷嘴距离的增加,喷雾范围增大,喷雾的轴向平均速度和脉动速度减小,轴向速度的湍流度波动幅度减小。     

利用前缘旋转控制边条翼外翼分离

边条翼在边条较小时中等迎角以上外翼就会出现分离,现提出用转动前缘表面来控制边条翼外翼分离。通过测力、油流和烟丝实验研究了转动前缘对机翼气动特性的影响。结果表明,在这种机翼上转动前缘对控制分离是有效的,升力增量最大可达３０％。可以预期,转动前缘与边条的综合作用,机翼的分离特性将有较大的改善     

轮盘热光弹性研究

本文叙述了轮盘热光弹性试验的三个主要方面的工作:(1)轮盘模型热负荷的施加方法及模型温度场的测量与记录方法;(2)进行平面轮盘模型试验与理论计算结果比较,以考核试验方法;(3)进行某发动机涡轮盘的模型试验,得到稳定温度场下的热应力分布。     

中心分级燃烧室慢车工况油雾场特性

为获得中心分级燃烧室慢车工况下主副级油雾场特性，采用粒子图像测速仪（PIV）对单管燃烧室不同头部方案和不同喷嘴燃油比例的油雾场进行试验测量，开发了油雾场图像后处理软件，对油雾场图像进行后处理，获得了中心分级燃烧室油雾场空间分布。慢车工况下油雾场试验结果表明：大粒径油珠在燃烧室富油头部区域呈锥形分布，同时索太尔平均直径（SMD）沿径向呈V型分布，即中间小、两侧大。燃烧室头部折流板扩张角的减小，使得燃烧室富油头部区域油珠数目集中、同时平均SMD较大。保持来流条件和油气比一定时，改变燃油比例对燃烧室雾化效果影响不大。油雾场中油珠数目最多的粒径是25μm，而体积占比最大的粒径范围是30～50μm。     

蒸汽轮机成组叶片的气动弹性模型

在分析成组叶片振动特点的基础上, 提出了一个适用于蒸汽轮机成组叶片的气动弹性模型, 应用该模型对某型成组叶片的气动弹性稳定性进行了分析。