基于多波长激光吸收光谱技术的气体温度二维重建

激光吸收光谱技术在航空航天领域具有广泛的应用前景。文章利用多波长激光吸收光谱技术设计了气体温度二维重建系统,实现了燃烧场气体温度的二维重建,通过增加吸收谱线信息减少了投影个数。重建算法采用了遗传模拟退火结合序列二次规划(SQP)的混合算法,在实现全局寻优的同时提高了运算效率。建立了产物包含水的燃烧模型,利用8条水的近红外吸收谱线,对燃烧场温度进行了二维重建。通过在测量信息中添加不同比例的随机噪声,验证了算法的稳定性,并与双波长吸收法进行了对比。数值仿真实验结果表明,在低噪声环境下,两种方法的重建结果相当;但对于噪声较大的环境而言,多波长吸收法的重建效果更为稳定。     

基于工业CT技术的设备故障诊断与维修

采用先进的工业CT无损检测技术, 对精密设备内部结构进行无损定量检测, 根据得到的结构断层图像, 确定设备各部件之间装配关系和配合间隙, 比较完好设备的断层结构图像, 诊断出设备的故障部位, 提出故障修复方案.对于无故障精密设备, 利用工业CT无损检测具有的尺寸精密测量功能, 结合相应部位的断层结构图像, 识别内部转动部件的磨损程度或部件间产生的相对位移, 推断系统将来可能发生故障的运行阶段, 提出设备的维修计划.      

固体火箭发动机衬层与药柱脱粘高能X射线检测技术

衬层与药柱脱粘严重影响固体火箭发动机的结构完整性和工作安全性,该缺陷的可靠检测至关重要。文章综述了固体火箭发动机高能X射线检测技术现状。基于射线照相检测和工业CT检测手段,评述了固体火箭发动机衬层与药柱脱粘的图像分析和缺陷评判技术。针对该类缺陷,提出了综合应用射线照相技术和工业CT技术进行印证检测的方法,评判结果表明能够满足缺陷检测的可靠性与准确性要求。     

固体火箭发动机体空间缺陷精确定位方法

在固体火箭发动机体数据三维重构的基础上,构建出符合脱黏、气泡和夹渣体数据特征的三维相似变换模板,经三维相似变换后,定位出各类缺陷的体数据场位置,选取缺陷几何中心为缺陷精确定位的标志点,给出了体空间中缺陷几何中心的计算方法.设计制作了预置典型缺陷的模拟固体火箭发动机,测量得到的缺陷几何中心和实际几何中心的距离与最大直径的比值都不大于10%,即测量得到的几何中心与实际几何中心很接近,因此对缺陷几何中心的定位是准确的.      

带压燃烧场2D温度分布的激光吸收光谱测量初步研究

以实现冲压发动机等高压燃烧流场诊断为目标,采用可调谐半导体激光吸收光谱技术对带压的燃烧流场温度诊断进行初步研究。使用一种光谱适应的CT重构二维温度方法,以误差平方和和零均值归一化互相关作为评价指标分析CT-TDLAS的重构精度。搭建带压燃烧腔温度分布测量的实验系统,使用压力传感器和CCD相机记录带压点火燃烧过程变化;使用1335-1375nm的宽波段可调节半导体激光器对燃烧腔内带压点火燃烧过程进行了时间分辨的二维温度重建。实验结果表明：CT-TDLAS具有较高的重构精度;燃烧过程的压力变化趋势,火焰变化趋势及时间分辨二维温度分布变化趋势,三者保持一致;在带压条件下,CT-TDLAS可以实现高分辨率的时间分辨温度测量,反应定量的温度分布变化信息,为带压及进一步的高温高压燃烧流场的诊断提供帮助。     

Application of hybrid regularization method for tomographic reconstruction of midlatitude ionospheric electron density

Reconstructing ionospheric electron density (IED) is an ill-posed inverse problem, with classical Tikhonov regularization tending to smooth IED structures. By contrast, total variation (TV) regularization effectively resists noise and preserves discontinuities of the IED. In this paper, we regularize the inverse problem by incorporating both Tikhonov and TV regularization. A specific formulation of the proposed method, called hybrid regularization, is introduced and investigated. The method is then tested using simulated data for the actual positions of the GPS satellites and ground receivers, and also applied to the analysis of real observation data under quiescent and disturbed ionospheric conditions. Experiments demonstrate the effectiveness, and illustrate the validity and reliability of the proposed method.     

Model based Computerized Ionospheric Tomography in space and time

Reconstruction of the ionospheric electron density distribution in space and time not only provide basis for better understanding the physical nature of the ionosphere, but also provide improvements in various applications including HF communication. Recently developed IONOLAB-CIT technique provides physically admissible 3D model of the ionosphere by using both Slant Total Electron Content (STEC) measurements obtained from a GPS satellite - receiver network and IRI-Plas model. IONOLAB-CIT technique optimizes IRI-Plas model parameters in the region of interest such that the synthetic STEC computations obtained from the IRI-Plas model are in accordance with the actual STEC measurements. In this work, the IONOLAB-CIT technique is extended to provide reconstructions both in space and time. This extension exploits the temporal continuity of the ionosphere to provide more reliable reconstructions with a reduced computational load. The proposed 4D-IONOLAB-CIT technique is validated on real measurement data obtained from TNPGN-Active GPS receiver network in Turkey.     

三维流场的光学C.T技术

本文介绍了三维流场光学Ｃ．Ｔ技术的原理，实验方法和重建算法，给出了计算机模拟研究的方法和应用实例。     

基于脊波变换的三维工业CT图像空间距离测量

工业CT是一种应用广泛的射线无损检测技术,工业CT三维图像的测量是其中重要的组成部分。本文利用脊波变换,初步实现了三维工业CT图像的空间距离测量。首先对三维图像进行三维Radon变换,得到投影值构成的二维图像(称为投影值图像)。然后在待测量位置画一条直线,对直线上的灰度值进行小波变换。根据变换后的小波系数确定投影值图像的边缘位置,从而求出三维图像内两点的距离。仿真实验表明:采用本文的脊波方法测量三维工业CT图像的两点空间距离可达到较高精度。