機電産品質量檢測方向：

案例一：嵌入式環境飛機結構環境腐蝕監測系統

 

成果簡介：随着我國航空工業的快速發展，監測與預防大氣環境對飛機結構造成的腐蝕愈發重要。根據飛機在大氣環境下的飛行條件，針對CDS塗層傳感器、環境腐蝕傳感器、表面濕度傳感器，設計了相應的高信噪比的傳感信号處理電路，并利用高性能單片機嵌入式系統與軟件算法，研制了一套用于腐蝕環境監測的在線檢測系統，實現對飛機結構所處環境的實時監測。

成果主要監測功能技術指标分别為：

1) 塗層老化阻抗測量範圍：10K-100M ohms

2) 塗層老化阻抗測量精度：1%

3) 相對濕度測量範圍：0%-100%

4) 相對濕度測量精度：±1.8%

5) 溫度測量範圍：-40℃至120℃

6) 溫度測量精度：±0.3℃

監測方式：在線傳感數據存儲或實時傳輸監測

應用情況：目前該裝置已經應用于某國防研究所的腐蝕材料監測中。

聯系人：王選擇，電 話： 18971383810，郵箱：wangxz@mail.hbut.edu.cn

 

 

 

三種腐蝕監測傳感器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

研制的環境腐蝕監測系統

 

 

 

 

 

 

 

 

 

實時傳輸方式下的腐蝕監測

案例二：無衍射光技術及應用

成果簡介：

  1）利用軸錐鏡能産生無衍射光及線焦的特性，将其應用于光學成像系統，使得該系統的點擴散函數能在較大的景深範圍内不随離焦像差變化而變化，或緩慢變化，這樣就可以在很大範圍内得到較清晰的像，實現增大景深的目的。（國家自然科學基金：基于無衍射光的大景深視覺檢測方法研究 51005072）

2）結合無衍射光長距離恒穩定的優點與莫爾條紋放大的特性，研究一種大行程、高精度的實時多自由度運動誤差測量方法。将兩束無衍射光經分光、合束後産生莫爾條紋，以半透半反鏡和直角棱鏡組成運動單元固定在工作台上，利用其姿态的變化感知工作台的垂直直線度、俯仰角、偏擺角和滾轉角，實現多自由的測量。（國家自然科學基金：基于無衍射光莫爾條紋大行程工作台運動誤差測量方法研究 51405143）

相關成果：

1. Diffraction intensity distribution of an axicon illuminated by polychromatic light，Journal of Optics A: Pure and Applied Optics. （SCI 收錄）

2. Extended depth of field through an axicon， Journal of Modern Optics .（SCI 收錄）

3. Interference patterns of two non-diffracting beams，Optics Communications.（SCI 收錄）

4. A non-diffracting image restoration based on multiple images fusion，Optics Communications.（SCI 收錄）

5. Extended depth of field with the optimal '0, pi' binary phase pupil  mask，Journal of Modern Optics.（SCI 收錄）

6. Measurement of four-degree-of freedom error motions based on nondiffracting beam，Optics Communications.（SCI 收錄）

7. 專著：景深嚴拓技術及應用， 科學出版社

8. 發明專利：一種利用無衍射光測量導軌四自由度運動誤差的裝置，201410236638.5

    

    

案例三：偏振（角度）測量的靈敏度在1 Hz處接近散粒噪聲極限的偏振儀

成果簡介：國際上首次采用偏振态操控技術，并結合光電外差探測技術，研制了一台超靈敏置零型激光偏振儀。利用壓電陶瓷調制偏振角度，通過自準直儀标定，該偏振儀的靈敏度在1 Hz處是7×10^-9rad/Hz^1/2,接近系統的光散粒噪聲極限，達到國際領先水平。該偏振儀突破了偏振儀靈敏度提高的瓶頸，即偏振器件的有限消光比的限制，在基礎科學研究方面對磁緻真空雙折射效應的觀測具有十分重要的意義，在技術應用上為研發全光學磁力計陣列奠定基礎。

 

主要技術指标： 靈敏度标定7×10^-9rad/Hz^1/2 @ 1 Hz

靈敏度的散粒噪聲極限3×10^-9rad/Hz^1/2

應用情況： 實驗檢驗基礎科學理論，研發超靈敏全光磁力計陣列

聯系人：馮勝，電 話： 18971062927，郵箱：fengsf2a@hust.edu.cn

偏振儀靈敏度标定裝置（左）和時域标定信号

 

偏振儀的偏振（角度）測量信号的噪聲功率譜密度

案例四：波長輪換與相移掃描相結合的表面形貌幹涉測量方法

成果簡介：本項目應用光纖耦合三個不同波長的半導體激光光源，其中兩波長相近，一個相差較遠，應用顯微幹涉測量的方法，在勻速相移驅動掃描過程中，以光源切換驅動實現波長輪流切換的方式獲取不同波長的幹涉幀圖像。通過圖像算法，分别對三波長幹涉幀圖像進行逐點逐幀相位運算；在相位運算的基礎上，導出兩近波長幀幹涉圖的相位差，确立大尺度範圍内估計形貌點高度；用同樣算法導出兩遠波長幀的相位差，用以校正或細化近波長計算結果；最後運用單波長相位進一步校正兩遠波長幀計算結果。通過這種大小尺度結合算法實現表面形貌的高精度絕對測量，突破了單波長測量精度最高，但無法超越半波長測量範圍這個緻命缺陷的瓶頸，既保留有單波長的測量精度，也拓寬了整體的測量範圍。

圖1 基于波長輪換與相移掃描相結合的表面形貌幹涉測量系統原理圖

案例五：用于調味品中非法添加物檢測的激光拉曼光譜儀

成果簡介：在幹辣椒、花椒、辣椒醬等調味品廣泛存在羅丹明B、檸檬黃等非法添加物，嚴重影響人民身體健康，但檢測這些非法添加物往往須在實驗室進行，設備昂貴而難以普及，檢測效率低、樣品制備複雜。本項目研制一種基于激光拉曼原理、便攜式的、用于測定調味品非法添加物含量的檢測儀器，并建立其組分和非法添加物的拉曼圖庫，實現現場快速檢測，鎖定證據。

圖2 激光拉曼光譜儀原理圖