Метрология кип: Метрология и КИП | Вятский электромашиностроительный техникум

Метрология кип: Метрология и КИП | Вятский электромашиностроительный техникум

Posted on

Содержание

Метрология | КИПиА Портал

Неотъемлемой частью любого измерения является погрешность измерений. С развитием приборостроения и методик измерений человечество стремиться снизить влияние данного явления на конечный результат измерений. Предлагаю более детально разобраться в вопросе, что же это такое погрешность измерений. Погрешность измерения – это отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешность измерений представляет собой сумму погрешностей, каждая из которых имеет свою… Подробнее »

Рубрика: Метрология Метки: Абсолютная погрешность, Вариация показаний, Диапазон прибора, Динамическая погрешность, Дополнительная погрешность, Инструментальная погрешности, Класс точности, Методическая погрешность, Метрология, Основная погрешность, Относительная погрешность, Погрешность измерения, Полоса пропускания прибора, Предел допускаемой погрешности, Прогрессирующая погрешность, Разрешение прибора, Систематическая погрешность, Случайная погрешность, Статическая погрешность, Чувствительность прибора

Со времен глубокой древности у людей появилась потребность в измерении времени, расстояния, размеров и веса предметов. Развиваясь человечество создавала и совершенствовала измерительные приборы и методы измерений. На сегодняшний день ни одна сфера деятельности человека не обходится без разнообразных измерений. Важнейшую роль они играют в совершенствовании качества изделий, контроле технологических процессов, управлении производством, научных исследованиях. По сути любой… Подробнее »

Рубрика: Метрология Метки: ГОСТ 16263 — 70, Задачи метрологии, Законодательная метрология, Историческая метрология, История развития метрологии, Метрология, Практическая метрология, Прикладная метрология, РМГ 29 — 2013, Теоретическая метрология, Теория, Фундаментальная метрология, Цель метрологии

Хочу познакомить Вас со стандартом который устанавливает основные положения организации метрологического обеспечения на предприятии. Содержание: Область применения. Нормативные ссылки. Термины и сокращения. Назначение и структура процесса. Разграничение ответственности при метрологическом обеспечении.
Анализ состояния измерений, контроля и испытаний. Выбор средств измерений и испытательного оборудования. Технический учёт средств измерений и испытательного оборудования. Ввод в эксплуатацию эталонов, средств… Подробнее »

Рубрика: Метрология Метки: Аттестация испытательного оборудования, Аттестация методик измерений, Единство измерений, Испытательное оборудование, Калибровка средств измерений, Методика испытаний, Метрологическая служба, Метрологическая экспертиза технической документации, Метрологический надзор, Метрологическое обеспечение, Метрология, Поверка средств измерений, Ремонт средств измерений, Средство измерений, Средство испытаний, Теория, Техническое обслуживание средств измерений, Федеральный государственный метрологический, Эталон единицы величины

Решил сделать небольшую заметку про классификацию средств измерений. В общем, в работе столкнулся с необходимостью классификации СИ, перерыл интернет в поисках готовых классификаторов либо методик, везде примерно одно и тоже, предлагают выбрать критерий и по отношению к нему разделить оборудование на группы. Например: По роли в процессе измерения и выполняемым функциям  По методу измерения По… Подробнее »

Рубрика: Метрология Метки: Классификация средств измерений, Метрологический кодификатор, Метрология, МИ 2314-2006

Производство манометров WIKA и КИП в России

Локализованное производство КИП и метрологического оборудования WIKA в России.

Работая на российском рынке КИП и метрологического оборудования более 20 лет, WIKA,  подразделение АО «ВИКА МЕРА», завершило масштабный проект локализации производства в России, торжественное открытие которого состоялось в конце сентября с присутствием Партнеров, представителей крупных промышленных предприятий и высокопоставленных гостей. Посещение производственной площадки мэром Москвы С.С. Собяниным и заместителем министра промышленности и торговли РФ В.С. Осьмаковым было широко освещено в СМИ. Церемонию открытия также посетили чрезвычайный и полномочный посол Германии в России Рюдигер фон Фрич, глава Московского Представительства Объединения Торгово-промышленных палат Германии, Маттиас Шепп, а также сам президент компании WIKA Group Александр Вигант.

Проект по строительству собственного комплекса в России c полноценным производством, складом и корпоративным офисом начался в 2011 году и сегодня в эксплуатацию введен производственно-административный комплекс общей площадью 5 тысяч кв.метров, занявший площадь в 2 гектара на территории индустриального парка «Индиго», расположенном в деревне Николо-Хованское (Новая Москва).

Удельный вес российского производства составил более 50% производимых приборов и будет удовлетворять требованиям по локализации и концепции импортозамещения, а в долгосрочной перспективе  планируется достичь по отдельным группам приборов глубины локализации около 70-80%.

Планируемые объемы производства КИП и метрологического оборудования WIKA в России:

— манометры 400 000 ед./год;
— байпасные уровнемеры 1000 ед./год;
— защитные гильзы и фланцы 20 000 ед./год;
— мембранные разделители сред 25 000 ед./год;
— термопары и термометры сопротивления 12 000 ед./год.

Рады удовлетворять специфике производства приборов измерения давления (манометров), температуры, уровня и расхода для различных технологических процессов, выпуская их с немецким подходом к качеству, надежности и функциональности, как можно ближе к Вам!

Казанский радиомеханический колледж — Официальный сайт — Казанский радиомеханический колледж

Наименования профессии, курса Уровень Срок обучения Стоимость
2-5 чел.		 Стоимость
6-9 чел.		 Стоимость
10-15 чел.
Монтаж, техническое обслуживание и ремонт электронных приборов и устройств Профессиональная подготовка 216 30 890 р. 25 880 р.
18 640 р.
Переподготовка 144 20 980 р. 17 980 р. 12 980 р.
Повышение квалификации от 16 ч. 9 000 р. 8 100 р. 7 700 р.
Менеджер социально-культурной деятельности Профессиональная подготовка 216 30 890 р. 25 880 р. 18 640 р.
Переподготовка 144 20 980 р. 17 980 р. 12 980 р.
Повышение квалификации от 16 ч. 9 000 р.
 8 100 р. 7 700 р.
Управление персоналом Профессиональная подготовка 216 30 890 р. 25 880 р. 18 640 р.
Переподготовка 144 20 980 р. 17 980 р. 12 980 р.
Повышение квалификации от 16 ч. 9 000 р. 8 100 р. 7 700 р.
Разработка управляющих программ для станков с ЧПУ Профессиональная подготовка 216
30 890 р.		 25 880 р. 18 640 р.
Переподготовка 144 20 980 р. 17 980 р. 12 980 р.
Повышение квалификации от 16 ч. 9 000 р. 8 100 р. 7 700 р.

Метрологические показатели контрольно-измерительного инструмента

К метрологическим показателям средств измерения и контроля относятся характеристики, указывающие на пригодность данного инструмента или прибора для измерений в определенном диапазоне значений и с известной точностью.

Основные метрологические показатели контрольно-измерительных приборов:

  • Диапазон измерений – область значений данной величины с нормированным допуском погрешности инструмента.
  • Предел измерений – наименьшее и наибольшее значение диапазона измерений.
  • Диапазон показаний – область значений шкалы приборы или инструмента.
  • Интервал деления шкалы – промежуток между двумя соседними отметками шкалы.
  • Цена деления – значение величины, которое соответствует одному делению шкалы.
  • Измерительное усилие – сила воздействия измерительного наконечника на поверхность измеряемого изделия в месте контакта.
  • Погрешность измерений – суммарное значение, определяющее разность между полученными показателями и действительным значением данной величины, полученным в результате измерения более точными средствами и методами.
  • Погрешность инструмента, возникшая в результате погрешности изготовления инструмента, его юстировки, несовершенством конструкции, износом.
  • Погрешность метода измерения, вызванная его несовершенством. Её определяют совокупностью различных погрешностей и отклонений, например: погрешности блока концевых мер, установки измеряемой заготовки, измерительного инструмента, установочной образцовой детали и т.д.
  • Основная погрешность значения меры или показания измерительного прибора при нормальных условиях измерения.
  • Дополнительная погрешность является следствием воздействия внешних факторов на прибор или инструмент, возникает при отклонении от нормальным условий измерения.
  • Погрешность показаний прибора – наивысшее значение погрешности, при котором инструмент признается годным к применению. Определяется погрешностью измерений, проведенных в условиях, заданных стандартом средств и методов поверки.
  • Нормативная предельная погрешность измерений в 1,3-2,6 раза превышает предельную погрешность показаний прибора при его эксплуатации в производственных условиях.


Источник: Кострицкий В. Г., Кострицкий В.Г., Кузьмин А.И. Контрольно-измерительные инструменты и приборы в машиностроении: Справочник. – К.: Техника, 1986 г., 4-13 с.

Заводские хранители точности

18.05.2017

Ежегодно 20 мая отмечается Всемирный День метролога. Любопытно, что в вузах такой профессии в объеме полноценного курса не обучают. Ее освоение происходит непосредственно в процессе работы. Сотрудники отдела главного метролога Тверского вагоностроительного завода четко понимают, что от их работы зависит единство и точность измерений на всех стадиях проектирования и изготовления выпускаемой ОАО «ТВЗ» продукции.

На Тверском вагоностроительном заводе за точность многочисленных измерительных приборов и инструментов отвечают четыре десятка специалистов. Такова сегодня численность отдела главного метролога. В его составе – группа метрологической экспертизы технической документации, бюро метрологического обеспечения контрольно-измерительных приборов, бюро метрологического обеспечения средств измерений геометрических величин и участок ремонта.

Самое многочисленное – так называемое, бюро геометрики, которое включает в себя также 8 контрольно-проверочных пунктов (КПП), находящихся в цехах. На них лежит высокая ответственность – контроль за средствами измерений, используемых при изготовлении узлов вагона. Проверку проходят и сами детали – на соответствие ГОСТам по резьбе, длине, величине углов, на шероховатость. Порой, работа эта  требует немалых физических сил. «Зато на тренажерные залы можно деньги не тратить», — шутят контролеры контрольно-проверочных пунктов в тележечном цехе ОАО «ТВЗ» Юлия Некрасова и Ирина Реброва, измеряющие подшипники весом по 16 кг. Каждый из них проверяется на  разноразмерность роликов по длине, по диаметру и по величине шероховатости.

Рулетки, микрометры, электронные циркули, калибры – все это тоже проходит проверку на точность на КПП. Причем профессию контролера-метролога на заводе вообще можно назвать женской. И заместитель директора по качеству по сертификации, метрологии и испытаниям — главный метролог ОАО «ТВЗ», член Тверского регионального отделения Союза машиностроителей России Валерий Ганозов поясняет это так:

— Мужчины редко обладают необходимой для такой работы усидчивостью, скрупулезностью. Для того чтобы провести измерение, нужно подготовить помещение, привести в норму температуру и влажность воздуха. Все замеренные параметры заносятся в компьютерную программу в журналы измерений. И так изо дня в день.

Помимо цеховых контрольно-проверочных пунктов, в бюро работают также группы оперативных измерений и эталонирования. В задачи первой входит измерение особо сложных деталей, которые приносят из заводских цехов. Вторая группа ответственна за поверку и калибровку средств измерений, которыми работают в цехах, где нет КПП. В помещении бюро находится самое большое количество измерительных приборов – от микроскопов до крупногабаритных машин. Причем, практически каждый метролог способен провести измерения на любом из них.

— У специалистов, работающих в этих двух группах, самая высокая квалификация и самый большой опыт работы, — рассказывает начальник бюро метрологического обеспечения СИ геометрических величин ОАО «ТВЗ» Ирина Сагадиева. — Здесь осуществляются измерения на самых сложных приборах.  Один из них – трехкоординатная стационарная машина, с помощью которой измеряются крупногабаритные изделия сложных конфигураций. Недавно здесь появился современный прибор для измерения концевых мер длины, который значительно упростил работу контролеров.

В этом году планируется приобретение мобильной контрольно-измерительной машины. Спектр ее применения будет намного шире имеющейся стационарной.

Теплотехнические и электроизмерительные средства измерения проходят поверку и калибровку в бюро метрологического обеспечения КИП, которым руководит член Тверского регионального отделения Союза машиностроителей России Роман Ахвердов, он же – заместитель главного метролога ОАО «ТВЗ».

— Приборы, которые при калибровке признаны неисправными, поступают на участок ремонта отдела главного метролога, — рассказывает он. — Для ремонта средств измерений температуры, давления, электроизмерительных и других подобных приборов слесарям КИПиА не обойтись, как без «золотых рук», так и без специальных знаний. Найти таких специалистов – редкая удача, обычно «взращиваем» их сами в отделе.

— Выбрав профессию метролога, мы понимаем, что обязаны постоянно совершенствоваться. Сколько учатся метрологи, не учится, пожалуй, никто, — говорит Валерий Ганозов. —  Мы не имеем права работать,  если раз в 5 лет не пройдем переподготовку в Академии стандартизации, метрологии и сертификации.

Как отмечает главный метролог, в отделе за последние два года произошла смена поколений в руководстве. Оба бюро возглавили совсем молодые специалисты – Роман Ахвердов и Ирина Сагадиева.

— Начинать было, конечно, нелегко, но теперь уже освоились, — говорит Валерий Ганозов. — Всех своих коллег я поздравляю с профессиональным праздником и желаю добра, здоровья и благополучия.

Artvik — Универсальные и метрологические стенды

Метрологические стенды предназначены для ремонта, наладки, калибровки и поверки средств измерений давления, температуры, электрических сигналов, а также электронной аппаратуры и газоанализаторов. Конструктивно стенды можно разделить на 2 категории – стационарные и передвижные (мобильные):

  • Стационарный метрологический стенд представляет собой рабочий стол, на котором – непосредственно на столе или над ним – устанавливается приборная панель. Возможно исполнение стендов с антистатической защитой.
  • Передвижной или мобильный стенд – это, по существу, приборная панель специальной конструкции (тележка) на колесах.

Широкая номенклатура столов и вспомогательной мебели, панельных модулей, приборов и дополнительного оборудования позволяют решать задачи комплектации стендами как образовательных учреждений, так и ремонтных мастерских и метрологических лабораторий цехов КИП промышленных предприятий. С кратким обзором областей применения универсальных стендов можно ознакомиться в нашем проспекте «Выбор инженеров».

Частным случаем универсальных стендов hera Laborsysteme Gmbh являются метрологические стенды Beamex CENTRiCAL. Комплектация Beamex CENTRiCAL была сформирована компанией Beamex, исходя из многолетнего опыта продаж метрологических стендов и полученных на этой основе требований заказчиков к такому оборудованию.

  • рабочие столы
  • стулья
  • полки
  • тележки и шкафы для инструмента и оборудования
  • тумбы стационарные и передвижные
Посмотреть/загрузить
«Мебель для стационарных стендов»
(pdf, 1,9 Мб)
  • автоматы питания
  • источники напряжения и тока
  • мультиметры
  • осциллографы
  • генераторы сигналов
  • специальные приборы
Посмотреть/загрузить
«Панельные модули и приборы»
(pdf, 1,6 Мб)
  • калибраторы температуры, давления, электрических сигналов и многофункциональные
  • регуляторы и контроллеры давления
  • ручные и настольные насосы
  • панель подачи эталонных газов для калибровки газоанализаторов
Посмотреть/загрузить
«Калибровочное оборудование»
(pdf, 1,0 Мб)
  • пластины перфорированные
  • крючки, кассы и кронштейны
  • полки для ПК
  • светильники и розетки
  • паяльные станции
  • дымоуловители
Посмотреть/загрузить
«Дополнительное оборудование»
(pdf, 2,6 Мб)

Метрологическая служба — НПО Радар

№

Измерения, тип (группа) средств измерений

Метрологические требования

Диапазон измерений

погрешность и (или) неопределённость (класс, разряд)

Измерения давления, вакуумные измерения

1

Манометры, вакуумметры и мановакуумметры, технические показывающие

-0,1…16 МПа

КТ 1,0

Теплофизические и температурные измерения

2

Термометры биметаллические

0…100°C

КТ 1,5…4

3

Термометры стеклянные жидкостные рабочие

0…100°C

± (0,2…5)°C

Измерения времени и частоты

4

Частотомеры электронно-счётные

0,005 Гц…78,33 ГГц

± 1∙10-9 за год

Измерения электрических и магнитных величин

5

Вольтметры цифровые универсальные, мультиметры

U- 0…1000 В

± (0,00175…0,00275)

U~ 0,1 мВ…1000 В

10 Гц…300 кГц

± (0,0225…0,9) %

I— 0…20 А

± (0,0036…0,12) %

I~ 0,1 мкА…20 А

10 Гц…30 кГц

± (0,087…1,2) %

R 0,01 Ом…1 ГОм

± (0,0024…0,453) %

С 0,1 нФ…100 мФ

± (0,75…3,3) %

F 0,01 Гц…2 МГц

± 0,001 %

6

Клещи токоизмерительные

I— 0…1000 А

± (0,01…0,1) %

I~ 0…20 А

± 0,1 %

I~ 20…1000 А

± 0,5 %

U~ 0,1мВ…1000 В

45 Гц…65 Гц

± (0,02…0,9) %

7

Миллиомметры

1 мОм…100 МОм

± (0,05…4,0) %

8

Источники питания (постоянного тока)

0…1000 В

± (0,01…0,5) %

0…20 А

± (0,01…0,5) %

Радиотехнические и радиоэлектронные измерения

9

Анализаторы параметров цифровых систем передачи

64 кбит/с…40 Гбит/с

± 1,5∙10-7

1…3 В

± 10 %

0…64 ТИ

± (3…15) %

10

Анализаторы спектра

3 Гц…78,33 ГГц

± 10-8

Динамический диапазон 130 дБ

± (0,2…2,0) дБ

11

Аттенюаторы резисторные фиксированные

0,1 кГц…17,44 ГГц

0…100 дБ

± (0,14…1,4) дБ

КСВ 1,03…2,0

± 3 %

12

Ваттметры поглощаемой мощности

10 мкВт…10 мВт

37,5 кГц…78,33 ГГц

± (6…25) %

13

Генераторы сигналов низкой частоты

0,005 Гц…2 МГц

± (0,01…10) %

10 мкВ…60 В

Kr > 0,001 %

± (1…10) %

14

Генераторы сигналов специальной формы

0,1 Гц…500 МГц

± 10-7

0,1 мВ…50 В

± (3…6) %

15

Генераторы стандартных сигналов

0,1 Гц…78,33 ГГц

± 10-9

Динамический диапазон -140…30 дБ

± (0,2…2) дБ

АМ 0…100 %

± (5…20) %

ЧМ (≤128) МГц

± (2,5…20) %

ФМ (≤200) рад

± (1…3) %

16

Генераторы испытательных импульсов

τu 0,1…10 мкс

± 10 %

Tu 0,1…100 мс

± 10 %

Dy 0,003…1 мкс

± 10 %

Ua ≥ 65 В

Тф ≤ 0,25 нс

± 6 %

17

Измерители КСВН и ослабления панорамные

0,01…18 ГГц

± (0,2…2) %

КСВН 1,03…5

± (3К+5) %

Динамический диапазон 0…70 дБ

± (0,2…2) дБ

18

Измерители комплексного коэффициента передачи и отражения, анализаторы цепей

5 кГц…78,33 ГГц

± 1∙10-8

КСВН 1,03…3

± 3 %

0…180°

± (4,5…10)°

Динамический диапазон 30…-120 дБ

± (0,2…2) дБ

19

Линии измерительные

КСВН ≤ 1,04

37,5 кГц…78,33 ГГц

± 2 %

20

Осциллографы универсальные

0…40 ГГц

± 0,1∙10-6

0…150 В

± (0,1…5) %

0,1 мВ/дел…20 В/дел

± (0,5…5) %

1 нс/дел…5 с/дел

± (0,0007…5) %

21

Приборы для исследования АЧХ

20 Гц…1400 МГц

± (3∙10-4f+0,05Δf) Гц

0…70 дБ

± (0,5…3) дБ

Расширенное измерение тюков с помощью интеллектуальных функций

Alibaba. com предлагает широкий спектр высококачественных, интеллектуальных функций и расширенных наборов для измерения тюков . для различных целей измерения. Эти многофункциональные предметы, предлагаемые на сайте, оснащены всеми новейшими функциями и изготовлены с использованием передовых технологий для оптимальной работы. Эти умные гаджеты просты в эксплуатации и доступны как в полуавтоматическом, так и в полностью автоматическом вариантах.Эти продукты сертифицированы и проверены регулирующими органами, чтобы гарантировать безупречную работу и долговечность. Возьмите эти продукты из ведущего обмера тюков . поставщики и оптовики на сайте для множественных предложений и скидок.

Широкий выбор измерения тюков . на стройплощадке изготовлены из прочных материалов, таких как АБС, чтобы обеспечить долгий срок службы и очень устойчивы к сложным условиям использования. Эти экологически чистые продукты оснащены интеллектуальным функционалом, позволяющим измерять различные оптические и фотографические качества, а также плотность различных материалов, независимо от твердого или жидкого. Эти продукты также находят применение в отдельных областях, таких как медицинское сканирование, обработка пленок, нефтяная промышленность, энергетические исследования и многие другие.

Широкий выбор высококачественных измерительных рулонов . на Alibaba.com разделены на категории в зависимости от цвета, дизайна, размеров, емкости и характеристик, из которых покупатели могут выбирать. Эти устройства энергоэффективны и работают как от электричества, так и от аккумулятора. Они поставляются с автоматической калибровкой и интеллектуальным цифровым дисплеем, а также являются водонепроницаемыми и термостойкими.Эти устройства также обладают высокой стабильностью, а также превосходными функциями защиты от помех для безупречного функционирования.

Просмотрите различные диапазоны измерения тюков . на Alibaba.com и покупайте эти продукты в рамках бюджета. Эти продукты можно настраивать по индивидуальному заказу, они представлены в модном элегантном дизайне с гарантийными сроками. Послепродажное обслуживание также предлагается наряду с недорогими вариантами обслуживания.

(PDF) МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ МЕТОДОМ НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ В ИЗМЕРЕНИИ ЦИЛИНДРИЧНОСТИ

Рис.7. Нормальное распределение по разным методам LS

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ С МЕТОДОМ НАИМЕНЬШЕГО КВАДРАТА В

ИЗМЕРЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧНОСТИ

Gopinath L 1, Ravishankar S 2, Swathi M Bale 3

1 Научный сотрудник, специалист по аэрокосмической промышленности, 2 Старший научный сотрудник , Индия.

Эл. Почта: [email protected] 1, [email protected] 2

3M.Tech, Технологический институт им. М.С. Рамая, Бангалор, Индия.

Электронная почта: swathibale @ rediffmail.com3

Реферат

Оценка погрешности формы является критическим аспектом во многих производственных процессах. Было предложено множество математических методов для проверки результатов, полученных с помощью координатно-измерительной машины (КИМ)

. Это требует итеративного выполнения верификации и установления наилучшего соответствия без общей ссылки на исходные данные. Наилучшее соответствие —

, выведенное из результата, который обеспечивает наиболее близкие результаты контроля в отношении ошибок фактической геометрии детали с использованием КИМ.В этой работе методы наименьших квадратов (LS) используются в

для оценки параметров формы, а именно, округлости, прямолинейности и перпендикулярности для проверки цилиндричности. Было предпринято тематическое исследование, которое включает в себя проведение жесткого и мягкого контроля на

компонента, а именно, крутящего момента вала, который включает в себя вышеупомянутые особенности формы для проверки математической процедуры. Результаты показывают близкое соответствие между

жестким и мягким методами контроля, что подтверждает пригодность метода для его практического применения.

Рис.6. Изменение погрешности округлости для разных методов LS

Рис. 1б. Тормозной вал

Рис. 1a: Требования к конструкции вращающегося вала

Рис.8: Радиальная диаграмма, показывающая распределение ошибок

различных методов LS.

ЦЕЛЬ

1. Установить диапазон ошибок с помощью математической процедуры

, которая находится в тесном соответствии

с методом жесткого контроля.

2. Установить подход наилучшего соответствия, который в

находится в тесном соответствии между жесткими и мягкими методами контроля

с использованием метода наименьших квадратов (LS)

.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

1. Чтобы математически установить центр окружности

из разбросанного набора контрольных точек данных, и

оцените его изменение относительно номинального центра CAD

.

2. Обеспечить решение методом наименьших квадратов для определения

ошибок формы, а именно. прямолинейность, округлость и цилиндричность

с тематическим исследованием.

МЕТОДОЛОГИЯ

1. Оценка округлости:

a. Расчет центра и радиуса Рис. 3,4,5

b.Определение диапазона ошибок

c. Установление оптимального математического метода, который согласуется с жестким контролем

.

2. Устанавливаются вариации круглости сечения относительно геометрии САПР.

3. Для получения ошибок цилиндричности принята процедура подгонки наименьшего квадрата: Определены значения прямолинейности и перпендикулярности

.

ВЫВОДЫ

1. Мягкая процедура проверки, принятая для оценки ошибок обработки в этой работе

, обеспечивает хорошее согласование с ошибками проверки КИМ.Метод LS

, где квадрат разницы номинального радиуса и среднего значения номинального радиуса

: (r0-avg r0) 2, обеспечивает хорошее соответствие с результатами жесткого контроля.

2. Метод является быстрым, надежным и, следовательно, может быть адаптирован в практических реализациях

.

БЛАГОДАРНОСТИ

Авторы выражают искреннюю благодарность Цеху по производству прототипов самолетов, Центру проектирования и разработки гражданских самолетов, CSIR-National Aerospace Laboratories, Бангалор.

Рис. 2. Координатно-измерительная машина

РЕЗУЛЬТАТЫ

rorc

(x0, y0) (xc, yc)

ri

(x0, y0)

ro

(x0, y0)

(x0, y0)

Рис. 3. Номинальный центр и радиус Рис. 4. Номинальный центр (x0, y0) и изготовленный контур

Производство

отклонений

Рис. 5. Математический центр (xc, yc) с точками, нанесенными на КИМ

ССЫЛКИ

1. Равишанкар С., Датт Х.Н.В, Гурумурти Б., «AIWIN — быстрый и бесшаговый метод контроля обработанных деталей

», Международный журнал Advanced Manufacturing Technology, Том 62, стр. 231-240, 2012.

2. Отчет NAL, «Стандарт общих производственных допусков», Национальный аэрокосмический процесс (NAP 016), 1999.

3. Венкая Н. и М.С. Шунмугам, «Оценка данных формы с использованием геометрических методов» —

Часть 1: Круговая ошибка », Международный журнал станков и производства, том — 47, стр. 1229-1236,

2007.

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

-2-1 0 1 2 3

(ri- ro) 2

(ro-avg ro) 2

(ri — rc) 2

(rc-avg rc) 2

(ro — rc) 2

Z

f (x)

Условный проход

Рис. 9: Радиальная диаграмма, показывающая сравнение номинальной окружности

с КИМ и математической оценкой.

19,92

19,94

19,96

19,98

20

20,02

20,04

20,06

20,08

0,06 20,1

20.126

0009 0,09 0,09

0009 0,09 0,08

0,1

0,12

0,14

Ошибки

Количество точек

(ri- ro) 2 (rc-avg rc) 2 (ro- rc) 2 (ro-avg ro) 2 (ri- rc ) 2

19.94

19.95

19.96

19.97

19.98

19.99

20

20.01

20.02

20.03

20.04

Тестовое волокно | Mezger Inc

Линейная плотность: Vibroskop500

Автоматическое и быстрое измерение денье / дтекс штапельных волокон

  • Простота в обращении
  • Быстрое измерение
  • Гибкий
  • Лучше всего использовать в сочетании с VIBRODYN 500
  • Эталонный прибор международных стандартов (ASTM D1577, DIN 53812 и т. Д.)

Растяжение: Vibrodyn500

Автоматическое и простое измерение прочности и удлинения штапельных волокон

  • Высокая эффективность
  • Простота эксплуатации
  • Быстрая обработка
  • Максимальная гибкость
  • Лучше всего использовать в сочетании с VIBROSKOP 500
  • Соответствует ASTM D3822, DIN EN ISO 5079, BISFA и AFNOR G 07-008

Стабильность обжима: Vibrotex500

Автоматизированное и воспроизводимое измерение стабильности обжима, удаления и восстановления обжима, регулярности обжима штапельных волокон с оценкой, основанной на многолетнем опыте контроля производства и помощи клиентам

  • Наилучшая воспроизводимость
  • Высочайшая точность
  • Оценка, ориентированная на практику
  • Многолетний опыт применения

Отжим: ALFA500

Определение уровня чистоты отжима (OPU%) на основе метода экстракции — частей на миллион углеродных частиц

  • Измерение образца всего 3 минуты
  • Автоматическое измерение 28 образцов
  • Растворитель — горячая деионизированная вода — без вредных химикатов

Отжим: NMR

Определение уровня финиша отжима (OPU%) на основе метода ЯМР

  • Быстрое измерение — несколько секунд на образец
  • Анализ без растворителей
  • Специальные небьющиеся пробирки для быстрой и безопасной загрузки образцов
  • Состав отделочного материала центрифугирования может быть проанализирован методом без взвешивания или методом взвешивания

Отжим: отжим масла

Ручной прибор для определения содержания масла в волокнах, пряжи и нетканых материалах. Цифровая темп. контроллер достигает требуемых уставок примерно за 15 минут.

Обжим: CIS300

Система онлайн-контроля обжима

Оперативный контроль количества обжимов и его распределения по ширине и длине жгута. Также доступна лабораторная версия.

  • Немедленная обратная связь при неровностях
  • Избегать второго сорта
  • Обеспечение неизменно высокого качества продукции
  • Мониторинг общих изменений свойств волокна
  • База данных для отслеживания свойств доставленных партий

Навалом: BT100

Испытание на объем для наполнителей, таких как объемные штапельные волокна и объемные филаментные волокна

Содержание влаги: BIS

Система отсечения тюков

Измерение влажности тюка и ее распределения в тюке для оценки товарной массы тюка

  • диапазон измерения от 1. Относительная влажность от 5 до 20%
  • тюк не должен останавливаться для тестирования
  • обнаружение влажных пятен

Цвет: Vibrochrom 400

Автоматизированное измерение значений белизны и цвета, специально разработанное для высокоэффективного управления производством, охватывающее повседневные потребности производства волокна

  • Простота в обращении
  • Высочайшая воспроизводимость даже на сложных поверхностях образца
  • Для штапельного волокна, нити, стружки, порошка и т. Д.
  • Профессиональная оценка и база данных
  • Многолетний опыт
  • Соответствует ISO 2469 и DIN 5033

Sw2500 Обмотчик тюков | Сельскохозяйственные машины и оборудование

Запрос продукта

Выберите CountryAfghanistanAlbaniaAlgeriaAmerican SamoaAndorraAngolaAnguillaAntarcticaAntigua и BarbudaArgentinaArmeniaArubaAustraliaAustriaAzerbaijanBahamasBahrainBangladeshBarbadosBelarusBelgiumBelizeBeninBermudaBhutanBoliviaBosnia и HerzegovinaBotswanaBouvet IslandBrazilBritish Индийский океан TerritoryBrunei DarussalamBulgariaBurkina FasoBurundiCambodiaCameroonCanadaCape VerdeCayman IslandsCentral африканских RepublicChadChileChinaChristmas IslandCocos (Килинг) IslandsColombiaComorosCongoCook IslandsCosta RicaCroatia (Hrvatska) CubaCyprusCzech RepublicDenmarkDjiboutiDominicaDominican RepublicEast TimorEcuadorEgyptEl SalvadorEquatorial GuineaEritreaEstoniaEthiopiaFalkland (Мальвинские) острова Фарерские IslandsFijiFinlandFranceFrance, MetropolitanFrench GuianaFrench PolynesiaFrench Южный TerritoriesGabonGambiaGeorgiaGermanyGhanaGibraltarGuernseyGreeceGreenlandGrenadaGuadeloupeGuamGuatemalaGuineaGuinea-BissauGuyanaHaitiHeard и Mc Острова ДональдаГондурасГонконгВенгрияИсландияИндияОстров Ма nIndonesiaIran (Исламская Республика) IraqIrelandIsraelItalyIvory CoastJerseyJamaicaJapanJordanKazakhstanKenyaKiribatiKorea, Корейская Народно-Демократическая Республика ofKorea, Республика ofKosovoKuwaitKyrgyzstanLao Народная Демократическая RepublicLatviaLebanonLesothoLiberiaLibyan арабских JamahiriyaLiechtensteinLithuaniaLuxembourgMacauMacedoniaMadagascarMalawiMalaysiaMaldivesMaliMaltaMarshall IslandsMartiniqueMauritaniaMauritiusMayotteMexicoMicronesia, Федеративные Штаты ofMoldova, Республика ofMonacoMongoliaMontenegroMontserratMoroccoMozambiqueMyanmarNamibiaNauruNepalNetherlandsNetherlands AntillesNew CaledoniaNew ZealandNicaraguaNigerNigeriaNiueNorfolk IslandNorthern Mariana IslandsNorwayOmanPakistanPalauPalestinePanamaPapua Новый GuineaParaguayPeruPhilippinesPitcairnPolandPortugalPuerto RicoQatarReunionRomaniaRussian FederationRwandaSaint Киттс и NevisSaint LuciaSaint Винсент и GrenadinesSamoaSan MarinoSao Томе и ПринсипиСаудовская АравияСенегалСербияСейшельские островаСьерра-ЛеонеСингапурСловакияСловенияСоломоновы Острова andsСомалиЮжная АфрикаЮжная Джорджия Южные Сандвичевы островаИспания Шри-ЛанкаSt. Елена Пьер и MiquelonSudanSurinameSvalbard и Ян Майен IslandsSwazilandSwedenSwitzerlandSyrian Arab RepublicTaiwanTajikistanTanzania, Объединенная Республика ofThailandTogoTokelauTongaTrinidad и TobagoTunisiaTurkeyTurkmenistanTurks и Кайкос IslandsTuvaluUgandaUkraineUnited арабских EmiratesUnited KingdomUnited StatesUnited Внешние малые islandsUruguayUzbekistanVanuatuVatican города StateVenezuelaVietnamVirgin острова (Британские) Виргинские острова (США) Уоллис и Футуна IslandsWestern SaharaYemenZaireZambiaZimbabwe

Представлять на рассмотрение

Speckle Metrology 2003 | (2003) | Публикации

Основы и приложения спекла
Авторы): Ичиро Ямагути

Показать аннотацию

Спекл возникает из-за интерференции множества волн со случайным соотношением фаз. Несмотря на случайный вид, его статистические свойства не зависят от шероховатости поверхности диффузоров и зависят только от макроскопических параметров оптических систем в обычных условиях наблюдения. В этой статье мы сначала обсудим распределение спеклов по размерам с физической точки зрения. Затем мы описываем динамическое поведение спеклов, вызванное смещением и деформацией диффузных поверхностей, а также изменением оптической системы. Наконец, мы рассмотрим применение этих свойств спекла для измерения смещения и деформации.

Подавление шума в интерферометре спекл-структуры
Авторы): Дж. Кауфманн; Маркус Гар; Ханс Дж. Тициани

Показать аннотацию

В интерферометрии спекл-структур начальная фаза распределяется случайным образом.Кроме того, интенсивность фона и модуляция также имеют стохастическую структуру. Это приводит к значительному шуму при анализе интерферограммы. Спеклы с низкой модуляцией оценить труднее, чем с высокой модуляцией. Мы сообщаем о методе решения этой проблемы. Принцип состоит в том, чтобы использовать более одной длины волны одновременно и разделять разные длины волн в плоскости записи. С помощью этого метода точность может быть увеличена в 2,3 раза. Наши первые эксперименты показывают высокий потенциал этого метода.

Анализ деформации криволинейных поверхностей в голографической интерферометрии с аналогичными замечаниями относительно несферических гравитационных полей
Авторы): Вальтер Шуман

Показать аннотацию

Во-первых, кратко изложены принципы анализа больших деформаций в голографической интерферометрии.Изменения при реконструкции должны восстановить невидимые полосы. Интервал и контраст характеризуются векторами полос и видимости. Соответствующая производная разности хода включает полярное разложение деформации, аффинные связи, аберрацию изображения и изменения геодезической кривизны и кривизны поверхности. Эти конкретные соображения приводят во второй части к аналогичным аспектам для гиперповерхностей и к интерпретации решения Шварцшильда с помощью виртуальных деформаций.Добавлены замечания, касающиеся несферических гравитационных полей, включая нулевые геодезические или световые лучи. В-третьих, дается подход к решению Керра для вращающихся тел и аспекты ТОВ-уравнения для внутреннего пространства.

Отобранные спеклы и аппликации
Авторы): Ананд Кришна Асунди

Показать аннотацию

Спеклы можно классифицировать как — виртуальные спеклы, созданные лазером, и искусственно созданные настоящие спеклы. Дополнительный тип, называемый выборочными пятнами, возник из-за дискретной природы цифровой записи. В качестве альтернативы спеклы классифицируются как — объективные спеклы, которые ограничены разрешением носителя записи, и субъективные спеклы, которые зависят от частоты среза записывающей линзы. Выбранные спеклы ограничены частотой дискретизации цифровых записывающих устройств. Генерация этих спеклов и их применение будут обсуждаться в этой статье.

Спекл-корреляционные методы, применяемые к баллистике и взрывчатым веществам
Авторы): Стивен Г.Грэнтэм; Джон Э. Филд

Показать аннотацию

Методы корреляции изображений, разработанные для спекл-метрологии, недавно были применены в широком спектре баллистических исследований и исследований взрывчатых веществ в Кавендишской лаборатории. Обсуждается корреляция изображения в белом свете, применяемая для квазистатических испытаний взрывчатых веществ при различных увеличениях. Высокоскоростные баллистические измерения были выполнены с использованием цифровой спекл-рентгенографии (DSR): комбинация корреляции iamge с импульсным рентгеновским излучением для изучения движения плоскости рентгеновских непрозрачных опилок внутри образца.DSR работает путем захвата одного изображения до и второго во время события, что позволяет измерять смещения на плоскости с точностью до миллиметра. Изменение времени задержки и глубины засеянной плоскости дает полное трехмерное поле потока в образце. Использование двух рентгеновских головок стереоскопически увеличивает точность, позволяя определять все три компонента смещения. С помощью этого метода были выполнены измерения на скоростях от 100 м с -1 до 6 км с -1 .

Корреляция спеклов, используемая для измерения микроструктурных изменений в бумаге
Авторы): Микаэль Шодаль; Линда Ларссон

Показать аннотацию

В этой статье будет представлено использование лазерной корреляции спеклов в качестве средства измерения микроструктурных изменений в бумаге, подверженной воздействию изменяющейся окружающей среды. Особый интерес представляют изменения влажности и распространение трещин. Спекл-корреляция — это метод, который вычисляет локальные структурные изменения в спекл-узоре по мере деформации объекта в реальном времени. Отклик метода — это локальная скорость микроструктурных изменений материала. Следовательно, корреляция спеклов является дополнением к другим методам метрологии спеклов. Статья начинается с краткого введения в корреляцию спеклов, но основное внимание будет уделено применению этой техники на бумаге.Включены результаты исследований смачивания печатной бумаги в масштабе хлопьев, динамического отклика копировальной бумаги при резком изменении влажности и распространения трещин на листе Kraftliner с надрезами.

Метод Монте-Карло в цифровой голографии
Авторы): Жолт Папп; Янош Корнис; Балаш Гомбкото

Показать аннотацию

Запись интерференционной картины объектной волны и опорной волны производится с применением фотопластинок высокого разрешения в голографии. После проявления фотопластинки можно осуществить реконструкцию объектной волны, освещая голограмму опорным лучом. В цифровой голографии процесс фотографирования исключается, поскольку интерференционные картины записываются камерой CCD, а реконструкция может выполняться виртуально с помощью компьютера. Обычно используется линейный опорный луч, кодирующий фазы для низкого разрешения имеющихся ПЗС-устройств. Метод фазового сдвига (или применение двух опорных лучей) может применяться для восстановления фазы и амплитуды изображения wve в плоскости матрицы ПЗС.Алгоритм БПФ широко используется для реконструкции. Теперь предлагается применить метод Монте-Карло, моделирующий дифрагированную волну, чтобы получить распределение интенсивности в плоскости изображения. Применение моделирования Монте-Карло имеет недостаток, то есть оно может быть медленнее, чем БПФ, но его преимущества могут быть значительными, а именно: картина интенсивности дифрагированной волны может быть определена вдоль наклонной плоскости, только часть объекта может быть исследованным, если это необходимо, и, кроме того, нет трудностей в распространении его на фазовые голограммы и трехмерные объекты.

Цифровая комплексная голография с использованием интерферометра сдвига: улучшения и недавние результаты
Авторы): Армандо Альбертацци-младший; Analucia Vieira Fantin

Показать аннотацию

В 2002 году авторы представили другой подход к записи сложной цифровой голограммы.Сдвиговый интерферометр со сдвигом фазы используется таким образом, что не требуется явная опорная волна. Получены двенадцать различных изображений и вычислены три диаграммы разности фаз: (a) разность фаз между двумя волновыми фронтами без сдвига, (b) разность фаз между двумя соседними пикселями в направлении x и (c) разность фаз между два соседних пикселя в направлении y. Эта информация объединяется для вычисления амплитудной и фазовой составляющих каждого пикселя цифровой комплексной голограммы. Плоская волна используется для устранения дефектов оптических компонентов и ошибок несоосности. Тем временем был разработан новый алгоритм распространения фазы, и были достигнуты некоторые успехи в экспериментальной части. Резко улучшилось качество сложной цифровой голограммы и восстановленного изображения. В этой статье представлены последние достижения и результаты, а также анализируются некоторые возможности применения этой техники в неизолированной среде.

Вездесущая согласованность: благо оптического метролога
Авторы): ГРАММ.Hausler

Показать аннотацию

Обычно оптические системы называют когерентными, если используется лазер (правильно), и некогерентными, если в игру вступают другие источники (неправильно). Большинство оптиков не знают, что паразитическая пространственная когерентность распространена повсеместно, даже если она неочевидна. Предполагаемый некогерентный подход может привести к значительным количественным ошибкам измерения освещенности или отражательной способности, трехмерной формы, размера или расстояния.С другой стороны, благоприятным свойством пространственной когерентности является то, что среди «спекл-шума» мы можем выявить полезную информацию об объекте с помощью интерферометрии белого света. В этом отчете будут обсуждаться простые правила оценки возникающих ошибок и способы уменьшения пространственной когерентности. Далее мы обсудим сложное формирование сигнала в интерферометрии белого света и измерения шероховатости далеко за пределами полосы пропускания оптики наблюдения.

Низкокогерентный ESPI в исследовании древних терракотовых воинов
Авторы): Герд Гулкер; Арне Крафт

Показать аннотацию

Чтобы исследовать процессы разрушения в слоях краски на знаменитых китайских терракотовых воинах 2000-летней давности, была разработана система ESPI с низкой когерентностью. В этой модифицированной установке вместо лазера используется короткокогерентный суперлюминесцентный диод. Изменяя длину пути одного из мешающих лучей, можно выбрать ограниченную по глубине область, в которой измеряются деформации, даже если она находится ниже поверхности. Результаты на искусственном тестовом объекте и на оригинальных фрагментах терракоты демонстрируют пределы и возможности нового метода.

Спекл-интерферометр с низкой когерентностью (LCSI) для определения характеристик адгезии в клеевых соединениях
Авторы): Кей Гастингер; Свейн Винтер; Клаус Д.Hinsch

Показать аннотацию

Низкокогерентная спекл-интерферометрия (LCSI) сочетает в себе измерение с разрешением по глубине низкокогерентной интерферометрии (LCI) с высокоточным измерением деформации с помощью электронной интерферометрии спекл-структуры (ESPI). Измерение деформации с разрешением по глубине позволяет охарактеризовать поведение границ раздела в многослойных материалах или структурах при изменении условий окружающей среды.В этой статье LCSI представлен как новый инструмент для определения характеристик адгезии. Описаны экспериментальная установка и принцип работы. FEM-модель клеевого соединения алюминия разработана для анализа поведения границы раздела алюминий-клей во время механических испытаний. Показаны некоторые недавние результаты. Это приложение требует измерений в микроскопическом масштабе (поле зрения камеры до 500 x 500 мкм).

Измерение механической амплитуды и фазы нестационарных поверхностных акустических волн с помощью двухимпульсной телевизионной голографии и метода пространственного преобразования Фурье
Авторы): Кристина Трилло; Ангел Ф.Довал; Даниэль Сернадас; Оскар Лопес; Карлос Лопес; Бенито Васкес Доррио; Хосе Л. Фернандес; Мариано Перес-Амор

Показать аннотацию

Мы представляем методику расчета механической амплитуды и фазы плоского ультразвукового волнового поля нанометрической амплитуды, которое распространяется по поверхности. Наша цель — обнаружить возмущения изначально гладких волновых фронтов, которые указывают на наличие дефектов в материале.Мы используем всплески волн Рэлея и систему телевизионной голографии с двумя импульсами, которая записывает две коррелограммы с интервалом в 1,5 микросекунды. Фазы коррелограмм вычисляются отдельно с использованием метода пространственного преобразования Фурье (SFTM) и вычитаются. В результирующей фазовой карте поле мгновенных смещений поверхности (которое включает несколько периодов поверхностной акустической волны) действует как модулированная пространственная несущая, теперь связанная с механической фазой и амплитудой, которые снова извлекаются с применением SFTM.

Спекл-интерферометрия частичным когерентным пучком
Авторы): Х. Таджалли; М. Сахрай; Д. Джафари

Показать аннотацию

Используя новую теоретическую точку зрения на функцию кросс-спектральной плотности поля, исследовано распространение частично когерентного пучка от плоского источника.Затем мы покажем экспериментально, что длину когерентности в плоскости источника можно измерить непосредственно по распределению интенсивности в дальней зоне. Будет обсуждаться влияние размера и когерентности источника на направленность луча. Наши экспериментальные результаты будут сравнены со специальным случаем, когда пучок является гауссовой моделью Шелла, и будет показано, что наше предсказание хорошо согласуется.

Цифровая интерферометрия спекл-структуры с фазовым сдвигом: описание готовой установки и применение для измерения смещения мембран из нержавеющей стали
Авторы): Пьер Р. Сленген; Б. Готье

Показать аннотацию

Цифровая интерферометрия спекл-структуры с фазовым сдвигом (PDSPI) хорошо подходит для измерения микрометрического смещения. Это ненавязчиво и бесконтактно для исследуемого объекта. Спекл возникает, когда луч когерентного света падает на поверхность оптически шероховатого объекта. Разработка системы с использованием стандартных компонентов подразумевает полное понимание генерации спеклов, получения и обработки изображений.В этой статье будут описаны основные компоненты и их вклад в конечный результат, от спекл-эффекта до разворачивания фазы. Разработанная установка PSDSPI позволяет проводить исследования от малых до больших областей и может создавать количественные карты смещения с использованием принципа фазового сдвига. В качестве приложения объект представляет собой плоскую круглую стальную мембрану, закрывающую депрессионную камеру. Размер мембраны около 20 мм в диаметре. Деформация мембраны измеряется с помощью пошагового процесса PSDSPI при снижении давления в камере.Результаты показывают типичное смещение около 1 мкм на 1 мбар. Могут быть получены количественные профили деформации мембраны. Будут представлены дальнейшие приложения, в том числе поправки к измерениям по форме объекта. Обсуждаются разрывы фаз.

Компенсация границ в многополосной спекл-ширографии с использованием клиновой призмы
Авторы): Клаас Фаллдорф; Стин Грюнер Хансон; Вольфганг Остен; Вернер П.О. Юптнер

Показать аннотацию

Использование многополосного источника света в Speckle Shearography делает эффекты дисперсии проблемой. Поскольку картина полос при сдвиговом измерении зависит от длины волны, модуляция полос уменьшается, если используется источник света с очень широкой полосой. Таким образом, в этой статье мы предлагаем сделать интерференционное расстояние результирующей широграммы независимым от длины волны, используя дисперсионный оптический компонент.Чтобы продемонстрировать этот метод, представлен интерферометр сдвига, который создает сдвиг, пропорциональный длине волны. При условии, что деформация объекта вдоль сдвига линейна до первого порядка, сдвиг, зависящий от длины волны, получается путем вставки клиновой призмы в интерферометр Майкельсона с объектом во входной плоскости и решеткой детекторов в выходной плоскости. Важной предпосылкой для этого метода является то, что показатель преломления призмы клина имеет линейную характеристику в наблюдаемом спектральном диапазоне.Поскольку экспериментальные исследования проводились с ртутной дуговой лампой, показано, что nBK7 является подходящим материалом в диапазоне от 435 нм до 546 нм.

Упрощенная усредненная по времени цифровая интерферометрия для вибрационных исследований микроэлементов
Авторы): Кшиштоф Паторски; Агата Йозвика; Артур Калиновский; Михал Павловски

Показать аннотацию

Среди интерферометрических методов анализа механических свойств и поведения микроэлементов и микросистем особого внимания заслуживает усредненная по времени интерферометрия из-за ее относительной простоты и отображения данных на видео для произвольной частоты колебаний.В этом сообщении представлена ​​реализация подхода Petitgrand et al. к количественному анализу форм колебаний колебаний на основе калибровки изменения контраста полос в зависимости от амплитуды колебаний. Карты контраста краев для статических и резонансных частотных состояний определяются с использованием метода четырех кадров с фазовым сдвигом π / 2 между кадрами. Затем динамическая карта делится на статическую, чтобы получить квадрат модуля характеристической функции полос.Для синусоидальных колебаний это функция Бесселя нулевого порядка J 0 , возведенная в квадрат с амплитудой колебаний, закодированной в ее аргументе. Следует особо отметить простоту нашего подхода и скорость расчетов. Предложенный метод обработки интерференционных полос подходит для традиционной двухлучевой и цифровой спекл-интерферометрии. Приведены результаты экспериментов с силиконовыми консольными балками, используемыми в резонансных датчиках АСМ.

Активная метрология цифровой голографией
Авторы): Вольфганг Остен

Показать аннотацию

Голография дает возможность записывать и восстанавливать полную информацию оптических волновых полей.Запись голограмм непосредственно на мишени ПЗС позволяет численно восстанавливать фазу и интенсивность с помощью компьютера. Таким образом можно легко и с большой гибкостью реализовать интерферометрические методы, такие как анализ трехмерного смещения и трехмерное контурное изображение. В дополнение к числовой реконструкции голограммы, записанные в цифровом виде, могут передаваться по телекоммуникационным сетям и оптически реконструироваться в любом желаемом месте с использованием ЖК-дисплеев или DMD. Эта возможность открывает новые экспериментальные подходы к исследованию похожих объектов в разных местах с использованием принципов сравнительной голографии.Более того, прямой доступ ко всем соответствующим компонентам волнового фронта, хранящегося в цифровом виде, позволяет применять принципы активного видения в когерентной метрологии. В этой статье кратко объясняются принципы цифровой голографии. Затем обсуждается сочетание цифровой голографии с принципами активной метрологии. Наконец, приведены некоторые практические примеры, иллюстрирующие эту комбинацию.

Цифровая голография с преобразованием Фурье без линз
Авторы): Ангел Ф.Довал; Кристина Трилло; Оскар Лопес; Даниэль Сернадас; Карлос Лопес; Бенито Васкес Доррио; Хосе Л. Фернандес; Мариано Перес-Амор

Показать аннотацию

Безлинзовая цифровая голография с преобразованием Фурье через апертуру была продемонстрирована несколько лет назад. Этот метод позволяет записывать и восстанавливать изображения крупных объектов, находящихся на небольшом расстоянии от камеры.В этой статье мы показываем, что расстояние между плоскостью диафрагмы и камерой можно использовать для управления полем обзора, и, следовательно, перемещение камеры от диафрагмы или к ней имеет эффект, аналогичный увеличению и уменьшению объектива соответственно. . Мы также показываем, что число F / # диафрагмы должно оставаться постоянным, чтобы поддерживать относительное поперечное разрешение, то есть иметь постоянный размер спеклов при масштабировании. Благодаря этому усовершенствованию цифровая голография с преобразованием Фурье без линз обеспечивает функциональность, аналогичную цифровой голографии на плоскости изображения.Оба требуют практически одинаковых вычислительных затрат. Преимущество первого заключается в его экспериментальной простоте, но есть недостаток, заключающийся в том, что он не дает изображения объекта в реальном времени, что полезно для выравнивания, как это делает последний.

Перспективы и вызовы спекл-интерферометрии DUV
Авторы): Петра Асвендт

Показать аннотацию

В документе объясняются преимущества и пределы применения микро-спекл-интерферометрии (MSI), а также показаны возможности улучшений при использовании источника глубокого УФ-лазера.Для экспериментов был разработан новый микро-спекл-интерферометр глубокого ультрафиолета (DUV-MSI), работающий на длине волны 266 нм. Реализованная оптика позволяет измерять движения микродеталей как в плоскости, так и вне плоскости. В статье показан ряд практических примеров, чтобы проиллюстрировать преимущества более короткой длины волны в спекл-интерферометрии.

Импульсная эндоскопическая цифровая голографическая интерферометрия для исследования скрытых поверхностей
Авторы): Джанкарло Педрини; Я.Алексеенко; Ханс Дж. Тициани

Показать аннотацию

Описаны три системы, основанные на цифровой голографической интерферометрии в сочетании с эндоскопией. Три компактные системы (с использованием жестких, гибких эндоскопов и миниатюрной головки) были разработаны и используются для измерения динамических деформаций как на механических, так и на биологических поверхностях, где измерения должны выполняться на «скрытых» поверхностях или внутри более или менее закрытых объектов. .Используется импульсный лазер с модуляцией добротности. Две цифровые голограммы тестового объекта, соответствующие двум лазерным импульсам, фиксируются на отдельных видеокадрах ПЗС-камеры, передаются в фреймграббер и обрабатываются в ПК. Если во время интервала между двумя лазерными импульсами (обычно в диапазоне 5-600 мкс) объект подвергается вибрации, то из-за разницы между двумя голограммами образуется узор полос. Этот рисунок полос содержит информацию, необходимую для количественной оценки вибрации.

Измерение формы методом эндоскопической электронно-спекл-интерферометрии двухволновым методом
Авторы): Бьорн Кемпер; Йохен Кандулла; Сабина Кнох; Герт фон Балли

Показать аннотацию

Эндоскопическая интерферометрия с электронной спекл-структурой (endoscopic ESPI) — это инструмент для обнаружения и измерения смещений и движений в технических и биологических полостях.Для обеспечения адекватной точности измерения в дополнение к геометрии изображения и освещения требуется информация о форме и кривизне исследуемых полостей. Проведены исследования по измерению топометрии поверхности с помощью эндоскопического ESPI в сочетании с двухволновым методом. Преимущество этой конструкции, в которой используются коммерческие системы визуализации эндоскопов, заключается в том, что можно получать данные о форме и перемещении объекта с помощью одной и той же эндоскопической интерферометрической системы измерения.Таким образом, на первом этапе распределение разности фаз, вызванное изменением длины волны освещения и формы объекта, определяется посредством пространственного фазового сдвига, а на втором этапе оценки корректируются радиальные искажения системы визуализации эндоскопа и геометрия объекта. эндоскопическое внеосевое освещение учитывается приближенно.

Многокомпонентная ширография с использованием четырех каналов измерения
Авторы): Роджер М.Рощи; Стивен В. Джеймс; Ральф П. Татам

Показать аннотацию

Шеарография — это бесконтактный оптический метод полного поля, обычно используемый для измерения градиента смещения. Корреляционные полосы, чувствительные к градиенту смещения, генерируются корреляцией спекл-интерферограмм, записанных до и после деформации объекта.Ширография чувствительна к составляющей градиента смещения, которая определяется направлениями освещения и обзора, а также направлением приложенного сдвига. Чувствительность Shearography к градиенту смещения определяется величиной приложенного сдвига и длиной оптической волны. В общем, для выполнения многокомпонентного измерения измеряются три компонента градиента смещения с использованием трех направлений освещения или обзора с последующим преобразованием координат в ортогональную систему координат.Процедура преобразования координат основана на данных хорошего качества по всем трем измеренным каналам. Добавление четвертого измерительного канала дает дублированные измерения для всех компонентов градиента смещения поверхности. Хорошее совпадение повторяющихся измерений дает высокую степень уверенности в точности измерений. Четвертый канал измерения также позволяет полностью охарактеризовать поверхностную деформацию, когда качество корреляционной полосы хуже или когда один из видов затруднен из-за формы объекта.В этой статье дается теоретический анализ многокомпонентной ширографии с использованием четырех измерительных каналов, а также обсуждаются проблемы и преимущества.

Исследование остаточных напряжений в композитных образцах методами спекл-интерферометрии и репозиции образцов
Авторы): Антонио Бальди; Пьер Жако

Показать аннотацию

Графит-эпоксидные ламинаты подвергаются технике «постепенного сверления отверстий» для исследования остаточных напряжений, действующих в каждом слое образцов композита.Спекл-интерферометрия в плоскости используется для измерения поля смещения, создаваемого каждым шагом сверления вокруг отверстия. Наш подход имеет две особенности: 1) мы полагаемся на точное изменение положения образцов в оптической системе после каждого нового этапа растачивания, выполняемое с помощью высокоточного фрезерного станка с числовым программным управлением в мастерской; (2) для каждого приращения мы получаем три поля смещения по длине, ширине образцов и под углом 45 °, используя одинарное симметричное двухлучевое освещение и вращающийся столик, удерживающий образцы.Подробно описан протокол эксперимента и представлены результаты эксперимента, включая сравнение с тензодатчиками. Спекл-интерферометрия представляется подходящим методом в ответ на растущую потребность в определении остаточного напряжения в композитных образцах.

Сравнительный анализ цифровых и оптических методов спекл-смещения для исследования поверхностных деформаций в плоскости
Авторы): Леонид И.Муравский; Александр Павлович Максименко; Александр Михайлович Сахарук

Показать аннотацию

Проведен сравнительный анализ методики цифрового измерения спекл-смещения и метода оптической корреляции спекл-смещения. Некоторые версии архитектуры коррелятора совместного преобразования (JTC), а именно обычный JTC, JTC с медианным пороговым значением, JTC с подмножеством медианного порогового значения и JTC с фильтром с корректировкой полосы, используются для изучения смещений твердого тела в плоскости.Сравниваются систематическая и случайная ошибки среднего смещения спекл-структуры, рассчитанные с использованием упомянутых выше методик. Изучается устойчивость цифрового метода измерения спекл-смещения и четырех версий JTC к входному шуму спекл-структур и выходному шуму корреляционного отклика.

Существенные особенности определения остаточных напряжений в тонкостенных плоских конструкциях на основе полнополевых интерферометрических измерений
Авторы): Владимир С.Писарев; И. Одинцев; В. Балалов; А. Апальков

Показать аннотацию

Подробно описана сложная методика надежного количественного определения значений остаточных напряжений из исходных экспериментальных данных, которая присуща комбинированному применению метода сверления отверстий с голографической и спекл-интерферометрией. Разработанный подход включает оба возможных способа получения исходной экспериментальной информации.Первый из них заключается в регистрации набора необходимых картин интерференционных полос, возникающих в результате выделения энергии остаточного напряжения после сверления сквозного отверстия, в двух ортогональных направлениях, совпадающих с основными направлениями деформации. Второй способ заключается в получении серии взаимосвязанных полос, когда направление наблюдения либо в отражательной интерферометрии голограммы, либо в двухлучевом освещении в спекл-интерферометрии является произвольным по отношению к определенному главному направлению деформации.Представлен набор наиболее типичных как реальных, так и аналогичных эталонных полос, которые относятся как к отражательной голограмме, так и к двухлучевой спекл-интерферометрии.

Спекл-корреляция изменяющихся поверхностей
Авторы): Мария Фернанда Руис Гейл; Эльза Н. Хогерт; Нестор Г. Гаджоли

Показать аннотацию

Изучение света, рассеянного от изменяющихся поверхностей, представляет большой интерес из-за его применения для контроля старения механических компонентов и других задач.Во многих ситуациях важно знать изменения шероховатости диэлектрических или металлических поверхностей. Часто это изменение шероховатости необходимо определять неразрушающим способом. В данной работе сообщается о некоторых новых результатах, связанных с исследованием вариаций шероховатости. В последних работах были представлены некоторые аспекты разработанной теоретической модели, связывающей корреляцию спеклов с изменением шероховатости поверхности. Эта модель применима для диэлектрических или металлических поверхностей, однако для простоты изучается полупрозрачный диффузор.Записывается передаваемый спекл-паттерн для полупрозрачной шероховатой поверхности до и после того, как он претерпевает изменения, а затем вычисляется корреляция между обоими спекл-паттернами. Шероховатость регулируется с помощью иммерсионных жидкостей с разными показателями преломления. Достигнуто хорошее согласие теоретического описания с экспериментальными результатами, полученными в квазиреальном времени.

Анализ границ сегодня и завтра
Авторы): Джонатан Марк Хантли

Показать аннотацию

В этой статье представлен обзор современного состояния анализа бахромы с особым акцентом на последние разработки в области цифровой интерферометрии спекл-структуры (DSPI) и цифровой спекл-фотографии (DSP).Основные затронутые темы: спиральное преобразование для анализа рисунков полос без пространственных несущих, анализ в реальном времени, динамический DSPI, трехмерное разворачивание фазы, комбинированные методы DSPI / DSP и трехмерный DSP. Также описывается несколько интересных приложений, выходящих за рамки стандартной спекл-метрологии, включая анализ отпечатков пальцев и измерение напряжения и магнитных полей в мозгу человека с помощью фазово-контрастной магнитно-резонансной томографии (МРТ).

Фазовые особенности в динамических спекл-полях и их приложения в оптической метрологии
Авторы): Вэй Ван; Мицуо Такеда; Нобуо Исии; Ёко Миямото

Показать аннотацию

Вместо информации об интенсивности, используемой в традиционной спекл-метрологии, мы исследуем новые возможности использования информации о фазе спекл-структур.Мы предлагаем новый метод измерения смещения, который использует фазовые сингулярности в аналитическом сигнале спекл-структуры, который генерируется фильтрацией Гильберта. Представлены экспериментальные результаты, демонстрирующие правомерность и ограниченность предлагаемого метода.

Спекл-интерферометр со ступенчатым сдвигом и двумя ведрами: почему он работает
Авторы): Питер А.А. М. Сомерс; Хедсер Х. ван Бруг; Джозеф Дж. М. Браат

Показать аннотацию

Общепризнано, что для получения количественной информации о фазе требуется по крайней мере три спекл-структуры со ступенчатой ​​фазой. Однако, если необходимо определить только фазовый сдвиг, при определенных условиях может быть применен подход с двумя ведрами.Объясняются предыстория алгоритма с двумя ведрами и требования к его использованию. Приведены примеры смоделированных и измеренных данных интенсивности спеклов со ступенчатой ​​фазой, показывающих численную нестабильность при невыполнении условий. Также показано, что двух пар фазовых спекл-паттернов, снятых до и после события, может быть достаточно для определения фазовых изменений, вызванных событием.

Метод преобразования Гильберта для анализа ESPI для изучения динамических событий
Авторы): Виолетта Маджарова; Хирофуми Кадоно; Сатору Тоёока

Показать аннотацию

В этой статье мы предложили преобразование Гильберта для вычисления фазового отображения.Обработка данных выполняется во временной области с учетом временной истории сигнала помехи в каждом отдельном пикселе. Это приводит к относительно высокому пространственному разрешению фазовой карты. Кроме того, фазовый метод позволяет полностью автоматизировать процесс и не требует вмешательства человека. Окончательные результаты дают временное развитие двумерного поля деформации. Чтобы уменьшить влияние флуктуаций интенсивности смещения на вычисленную фазу, оно было удалено перед выполнением преобразования Гильберта.Предложенный метод анализа фазы динамического ESPI был исследован в двух различных экспериментах: исследованиях пластической деформации и исследованиях теплового расширения. Динамический диапазон измерений увеличен с нескольких десятков нанометров до нескольких микрометров, что делает метод очень привлекательным для динамических измерений.

Визуализация явления текучести углеродистой стали при растягивающей нагрузке методом спекл-интерферометрии
Авторы): Кенджи Гоми; Юджи Фунамото; Саничиро Джон Йошида; Андрес Гавириа; Кенсуке Ичиносе; Киёси Таниучи

Показать аннотацию

Наблюдавшаяся ранее структура оптических интерферометрических полос, интерпретируемая как локализованная деформация, сравнивается с механической полосовой структурой, известной как линия Людерса.Картина интерферометрических полос наблюдается в полосовых системах, сформированных методом вычитания электронной спекл-интерферометрии, применяемым к перемещению в плоскости пластически деформируемых металлических образцов. Линия Людерса, как известно, представляет локальную деформацию. Были проведены эксперименты для сравнения местоположения структуры оптических полос и линии Людерса при одинаковых условиях напряжения. Экспериментальные результаты указывают на четкое совпадение структуры оптических полос и линии Людерса, подтверждая предыдущую интерпретацию того, что структура оптических полос представляет собой локализованную деформацию.Было замечено, что структура оптических полос начинает проявляться при меньшем напряжении на 11%, чем линия Людерса, что указывает на то, что локализация деформации происходит до появления первой линии Людерса.

Восстановление фазы в цифровой интерферометрии спекл-структуры с использованием чирпированного гауссовского вейвлет-преобразования и сглаженного частотно-временного распределения
Авторы): Алехандро Федерико; Гильермо Х.Кауфманн

Показать аннотацию

В этой статье мы анализируем применение чирпированного гауссовского вейвлет-преобразования для восстановления фазового распределения в цифровой интерферометрии спекл-структуры (DSPI). Эффективность этого метода оценивается с использованием смоделированного компьютером подхода, который позволяет точно определить фазовую карту, закодированную рисунком полос.Показано, что приближение на основе локального чирпа не дает хороших результатов в окрестности точек стационарной фазы. Чтобы преодолеть это ограничение, мы сравниваем вейвлет-анализ, применяя сглаженное частотно-временное распределение. Мы показываем, что применение этого распределения позволяет определить фазовую карту, на которой приближение на основе локального чирпа не работает. Мы также обсуждаем влияние процесса фильтрации на сглаживание полос DSPI и некоторые дополнительные ограничения, возникающие при применении этих методов.

Улучшение интерферометрических фазовых измерений с учетом топологии спекл-поля
Авторы): Эрвин Коленович; Вольфганг Остен; Вернер П.О. Юптнер

Показать аннотацию

Фазовые измерения требуют измерения интенсивности интерферограмм.В этой статье исследуется, как на достоверность оцененной фазы влияет усреднение интенсивностей интерферограмм по пикселям ПЗС-матрицы. В наших предыдущих работах численно было показано, что достоверность значений фазы зависит от топологии спекл-поля. Здесь аналитически исследуется, как топология влияет на оценку фазы по отношению к усреднению. Одним из результатов является то, что в некоторых случаях абсолютное значение градиента фазы может быть определено исключительно по интенсивности спекл-поля без какого-либо опорного луча.На основе этого результата исследуется фазовая ошибка в максимумах интенсивности, седловых точках и стационарных точках фазы.

Обнаружение дефектов интерферометрических полос с помощью оптической вейвлет-фильтрации.
Авторы): Гюнтер К.Г. Вернике; Фрэнк Каллмейер; С. Крюгер; Хартмут Грубер; Дэниел Кайзер

Показать аннотацию

В этой статье показана динамическая обработка интерферометрических полос, полученных с помощью оптических методов измерения в реальном времени, таких как голографическая интерферометрия.Голограмма тестируемого компонента накладывается на голограмму напряженного компонента. Полученные рисунки бахромы различаются в зависимости от степени приложенного напряжения. Чтобы оценить эти изменяющиеся образцы полос в реальном времени, требуется динамическая фильтрация. Гибридная оптоэлектронная система с модулем цифровой обработки изображений и оптической корреляции на основе жидкокристаллических пространственных модуляторов света дает нам возможность использовать динамические фильтры и входные изображения. Для обработки интерферометрических полос применяется адаптивное вейвлет-преобразование.

Оценка остаточного напряжения в МЭМС-структурах с помощью цифровой голографии
Авторы): Джузеппе Коппола; Серджио М. Де Никола; Пьетро Ферраро; Андреа Финицио; Симонетта Грилли; Марио Йодиче; Карло Магро; Джованни Пиераттини

Показать аннотацию

Мы исследуем метод цифровой голографии как метрологический инструмент для проверки и определения характеристик МЭМС-структур.Эффективность цифровой голографии демонстрируется при измерении деформаций вне плоскости из-за внутренних остаточных напряжений. Исследуемые микроструктуры бывают двух разных типов: первые состоят из одного слоя поликремния, а вторые представляют собой биморфные структуры с тонким слоем нитрида кремния поверх поликремния. Эти структуры демонстрируют деформацию вне плоскости из-за остаточных напряжений между различными слоями. Характеристика этих деформаций помогает изучить и понять влияние остаточного напряжения на деформацию отдельных микроструктур.С этой целью цифровая голография была применена в качестве метрологического инструмента для получения профиля микроструктур. Эти данные используются в аналитической и численной модели для оценки остаточных напряжений внутри исследуемых конструкций. Более того, цифровая голография использовалась для оценки поведения МЭМС при тепловой нагрузке. Измерен профиль кантилеверов размером от 1 до 50 мкм.

Десятилетие инноваций с лазерной спекл-метрологией
Авторы): Андреас Эттемайер

Показать аннотацию

Спекл-паттерн Интерферометрия возникла в результате экспериментальной замены голографической интерферометрии и стала мощным инструментом решения проблем в исследованиях и промышленности.Быстрое развитие компьютерных и цифровых методов визуализации в сочетании с минимизацией оптического оборудования привело к появлению новых приложений, которые ранее не предполагались. В то время как классическая голографическая интерферометрия всегда требовала тщательного учета условий окружающей среды, таких как вибрация, шум, свет и т. Д., И, как правило, могла выполняться только в оптической лаборатории, в настоящее время современная технология позволяет использовать портативное оборудование для измерения спеклов практически с минимальными затратами времени. любое место.В течение последнего десятилетия изменения в конструкции и технике резко повлияли на диапазон приложений спекл-метрологии и открыли новые рынки. Интеграция результатов недавних исследований в оборудование для измерения спеклов позволило получить удобное оборудование, упростило работу и обеспечило вывод данных высокого качества.

Голографические оптические элементы для комбинированной голографической и цифровой спекл-интерферометрии
Авторы): Шридхар Редди Гунтака; Брайан В.Боу; Винсент Тоал; Сюзанна Мартин

Показать аннотацию

Описываются дифракционные оптические элементы с голографической записью, которые могут быть использованы для реализации очень простых самоустанавливающихся электронных интерферометров с спекл-структурой (ESPI) и голографических интерферометров, требующих только лазерного источника и CCD-камеры в оптической установке.В системах ESPI могут использоваться передающие или отражающие голографические оптические элементы (ГОЭ). HOE по существу представляют собой амплитудные светоделители и рекомбинаторы, параметры записи и восстановления которых можно регулировать для оптимизации соотношения реконструкции опорного и объектного пучков, чтобы максимизировать контраст полос вычитания. ГОЭ регистрируются с помощью 4-компонентной фотополимерной системы. Кроме того, HOE могут регистрироваться на видимых длинах волн, но использоваться в системах ESPI, которые включают в себя диодный лазер.Диод может быть модулирован по длине волны. Таким образом, мы можем использовать цифровую интерферометрию спекл-структуры (DSPI) или амплитудную и фазовую модуляцию разности оптических путей для усредненной по времени спекл-интерферометрии.

Портативный спекл-интерферометр ESPI
Авторы): Рене Сков Хансен

Показать аннотацию

Представлен «портативный» спекл-интерферометр для измерения смещений вне плоскости как на отражающих, так и на диффузно рассеивающих поверхностях объектов.Интерферометр представляет собой установку с почти компенсацией длины пути, в которой используется диффузное освещение объекта в сочетании с пятнистым эталоном. Опорная волна создается путем отражения части рассеянного освещения объекта от стеклянной пластины, расположенной прямо перед объектом. Стеклянная пластина установлена ​​на пьезоэлектрическом преобразователе для управления фазой опорной волны при использовании алгоритмов ступенчатого изменения фазы. Источник когерентного света — лазерный диод. Веб-камера с интерфейсом универсальной последовательной шины (USB) используется в качестве устройства захвата изображения.Точно так же пьезоэлектрический преобразователь управляется через интерфейс USB. Необходимый размер оптической установки зависит от размера объекта. Представленный здесь интерферометр представляет собой компактную версию установки, способной измерять смещения небольших объектов, имеющих либо зеркально отражающую, либо диффузно рассеивающую поверхность. Небольшая оптическая установка вместе с использованием популярной USB-связи для получения изображений и управления фазой опорной волны составляет компактный «портативный» инструмент и устраняет необходимость в установке дополнительного оборудования, такого как фреймграббер и цифровой к аналоговому преобразователю в главном компьютере.

Динамическая голографическая интерферометрия с фоторефрактивными кристаллами: обзор приложений и передовых методов
Авторы): Марк П. Жорж; Седрик Тизи; Вероник С. Скауфлер; Себастьен Рихон; Жиль Паулиа; Филипп К. Лемер; Джеральд Роузен

Показать аннотацию

Мы представим основные свойства фоторефрактивных кристаллов и покажем, как их можно эффективно использовать в экспериментах по голографической интерферометрии.Затем мы представим некоторые голографические системы и их многочисленные приложения. При постоянном освещении мы продемонстрируем классический неразрушающий контроль (обнаружение дефектов), метрологию смещения, визуализацию формы колебаний колебаний, а также исследование использования фоторефрактивных кристаллов в эксперименте по мониторингу жидкости (FSL) в условиях микрогравитации на борту Международной космической станции) . С импульсным освещением мы представим возможности фоторефрактивных кристаллов для измерения вибрации (и представим текущий исследовательский проект PHIFE, финансируемый Европейской комиссией).Цель статьи — раскрыть мистику фоторефрактивных кристаллов и показать, что они могут быть хорошей альтернативой традиционным методам, основанным на спекл-технологии, для приложений с высокими требованиями. Для этого мы выделим наивысшее достигнутое разрешение, а также высокую временную динамику голографической записи.

Характеристики волоконных жгутов для визуализации для использования в приборе на основе ESPI для распределенных измерений с высоким разрешением
Авторы): Эрвин К.Взломать; Питер Диас-Лалкака; Урс Дж. Зеннхаузер

Показать аннотацию

Описывается лабораторная измерительная система, основанная на электронной интерферометрии спекл-структуры, которая предназначена для измерения полей деформации, возникающих в шаровых решетчатых массивах (BGA) и других электронных корпусах и интерфейсах с высокой плотностью при тепловой нагрузке, связанной с производством и нормальным использованием.Матрица и подложка обычно имеют сильно различающиеся коэффициенты теплового расширения, что приводит как к остаточному напряжению в сборке при охлаждении, так и к напряжению во время рабочих циклов. Прибор, который в настоящее время разрабатывается в EMPA, использует лазерный диодный источник NIR для освещения тестируемого устройства. В приборе используется прямая подсветка внешнего ряда шариков припоя для BGA. Используется новая схема формирования изображения с использованием линейного массива когерентных пучков волокон для переноса изображений отдельных шариков припоя на плоскость объекта камеры.Мы сообщаем о тестах, которые мы провели на различных типах жгутов, как гибких, так и жестких, для оценки характеристик оптимального качества изображения в оптических установках, соответствующих нашему приложению ESPI для создания микроизображений: функция передачи модуляции (MTF), ограничение разрешения, перекрестные помехи между соседними волокнами, качество оптической передачи. Мы сообщаем о первой граничной фазовой карте, полученной с помощью настройки ESPI.

Спекл-методы для анализа поверхности дорожного покрытия
Авторы): Екатерина Гун; Жан-Мари Коссиньяк; Мишель М.Bruynooghe

Показать аннотацию

Спекл-методы исследуются для характеристики микротекстуры поверхности дорожного покрытия, в частности, изменения высоты от одного до примерно десяти микрометров по амплитуде. Используя скалярную теорию дифракции Кирхгофа, было проведено некоторое моделирование спекл-контраста, чтобы выявить некоторые картины в случае субъективных спеклов, зерна которых не разрешаются фотодетекторами CCD, и в случае двухуровневой текстуры поверхности.Мы делаем вывод о возможности характеристики тонкости микротекстуры или ее эволюции по сравнению с изменением износа. Метод также экспериментально применяется к некоторым эталонным поверхностям (абразивная бумага с различной степенью измельчения) и некоторым моделям поверхностей дорожного покрытия на различных стадиях износа.

Цветная голографическая интерферометрия в реальном времени, посвященная нестационарным двухмерным спутным потокам
Авторы): Жан-Мишель Дессе; Феликс Альбе; Жан-Луи Х.Трибильон Дж. Л.

Показать аннотацию

Новый оптический метод, основанный на голографической интерферометрии в реальном времени в истинных цветах, был реализован вокруг трансзвуковой аэродинамической трубы центра ONERA в Лилле для анализа двухмерных нестационарных потоков в следе. Испытания, проводимые в области цветовой интерферометрии, в реальном времени и с двойной экспозицией, используют одновременно три длины волны непрерывного лазера (смесь аргона и криптона), а голограммы записываются на однослойных панхроматических пластинах Slavich PFGO3c из галогенида серебра.Сам принцип голографической интерферометрии в реальном времени использует три основных длины волны (красный, зеленый, синий) для записи в условиях отсутствия потока интерференции между тремя измерительными лучами и тремя эталонными лучами одновременно на одной эталонной голограмме. После проявления голографической пластины ее снова помещают на испытательную установку в положение, которое она занимала во время экспонирования, и голограмма снова освещается тремя опорными лучами и тремя измерительными лучами.В этом случае за голограммой можно наблюдать ровный однородный цвет. Таким образом, может быть сформирован горизонтальный, вертикальный или даже круговой узор бахромы, а ахроматическая центральная белая бахрома может быть различима очень четко. Этот единственный цвет используется для определения нулевой разности хода на интерферограммах. Исследуемое течение представляло собой нестационарный поток после цилиндра, расположенного крест-накрест в рабочей части. Последовательность из сотен интерферограмм была записана при обтекании цилиндра при скорости 0,37 Маха. Фазы образования и рассеяния вихрей могут быть видны очень четко, а также полосы по обе стороны от цилиндра.

Применение спекл-интерферометрии для измерения эрозии в термоядерных устройствах
Авторы): Э. Готье; Р. Рупийяр

Показать аннотацию

Для измерения эрозии / повторного осаждения в термоядерных устройствах исследуется новая диагностика, основанная на спекл-интерферометрии.Первые эксперименты, проведенные с материалами из углеродного волокна (CFC), показали, что этот метод позволяет измерять модификацию поверхности в диапазоне до 1 мкм. Дальнейшие эксперименты были выполнены на различных материалах с использованием второй длины волны для проведения трехмерных измерений поверхности и увеличения динамического диапазона измерения глубины. В CEA Cadarache разрабатывается диагностика, основанная на двухволновой телевизионной голографии для измерения in situ эрозии / повторного осаждения во время длительных разрядов на ограничителе CIEL в Tore Supra.

Плоская голография цифрового изображения как метод измерения скорости трехмерного потока
Авторы): Юлия Лобера Салазар; Н. Андрес; М. П. Арройо

Показать аннотацию

В этой статье показана возможность применения цифровой голографии плоскости изображения (DIPH) в качестве метода жидкостной велосиметрии для одновременных измерений всех трех компонентов поля скорости.В качестве первого подхода DIPH был настроен для измерения одной плоскости жидкости. Регистрирующее устройство представляет собой цифровой спекл-интерферометр (DSPI) с пространственным фазовым сдвигом (SPS). Спекл-интерферометр имеет внеплоскостную чувствительность, а внеосевой опорный луч создает пространственную модуляцию в шаблоне (голограмме), записанном камерой CCD. На основе интерферометрического и фотографического анализа волны реконструированного объекта получены три составляющие скорости в плоскости жидкости. Комплексная амплитуда объектной волны вычисляется путем применения метода преобразования Фурье к голограмме.Изменение фазы между двумя последовательными кадрами дает компонент поля скорости вне плоскости. Две плоские составляющие получаются, как и в цифровой спекл-фотографии, путем взаимной корреляции интенсивности волны восстановленного объекта. Приведены некоторые количественные результаты в конвективном потоке Рэлея-Бенара. В окончательной установке было введено угловое мультиплексирование с контролем длины когерентности для одновременного измерения полей скорости в двух жидкостных плоскостях. Приведены некоторые предварительные результаты по конвективному течению.

Лазерное зажигание предварительно смешанных газов исследовано методом импульсной телевизионной голографии
Авторы): Роджер Мэттссон; Пер Грен; Андерс Улоф Валин

Показать аннотацию

Импульсная телевизионная голография — это полностью электронная версия импульсной голографической интерферометрии.Такая система использовалась для изучения воспламенения предварительно смешанных горючих газов. Объект был записан в его невозмущенном и возмущенном состоянии с последующей оценкой изменений поля показателя преломления между этими двумя состояниями. Основными компонентами установки являются двухрезонаторный Nd: YAG-лазер с двумя резонаторами и двойным импульсным излучением с инжекционной затравкой и CCD-камера. Сфокусированный лазерный импульс того же лазера, который использовался для записи цифровой голограммы, инициировал зажигание предварительно смешанного газа. Результаты записи показывают процесс воспламенения.По экспериментальным фазовым картам можно было определить показатель преломления газовой смеси. Этот метод позволяет определять пропорцию компонентов в предварительно смешанном горючем газе на месте.

Объектно-адаптированная проекция обратной модели: создание, оценка и приложения
Авторы): Торстен Боте; Вансон Ли; Кристоф фон Копилов; Вернер П.О. Юптнер

Показать аннотацию

Быстрый и надежный 3D-контроль качества, а также быстрое измерение деформации особенно важны для промышленного контроля. Кроме того, желателен прямой ответ об измеренных свойствах. Следовательно, необходимы надежные оптические методы, которые используют как можно меньше изображений для измерения и эффективно визуализируют результаты.Одним из многообещающих методов для этой цели является проекция обратной модели, которая имеет следующие преимущества: Этот метод кодирует информацию о предыдущем измерении в проецируемый обратный рисунок. Таким образом, можно проводить дифференциальные измерения, используя только один кадр камеры для каждого состояния. Кроме того, в результате получаются оптимизированные прямые полосы для выборки, которые не зависят от кривизны объекта. Возможность использовать любое изображение для обратной проекции позволяет использовать его для дополненной реальности, т.е.е. любые свойства могут быть визуализированы непосредственно на поверхности объекта, что упрощает проверку, чем при использовании отдельного показывающего устройства. Потребности в оборудовании невелики, так как необходимы только программируемый проектор и стандартная камера. Примерно продемонстрирована основная идея обратной проекции паттернов, необходимые алгоритмы и найденные оптимизации. Было обнаружено, что методы оценки позволяют сохранять высокое качество измерения фазы в несовершенных условиях. Различные области применения можно отсортировать по типу шаблона, используемого для обратной проекции.Выбираем две основные темы для презентации. Одним из них является инкрементное (одно изображение на состояние) измерение деформации, которое является многообещающим методом для высокоскоростных измерений деформации. Была проведена оценка видеосерии колеблющегося флага с проецируемым обратным рисунком, чтобы показать полную серию деформаций. Другое приложение — это оптическая маркировка (дополненная реальность), которая позволяет отображать любой результат измерения непосредственно на исследуемом объекте. Показана общая возможность выравнивания любой информации на трехмерных поверхностях с сохранением точного сопоставления изображения камеры и частей объекта.Во многих случаях это заменяет дополнительный монитор для просмотра результатов и позволяет оператору непосредственно исследовать результаты на объекте.

Последние достижения в области спекл-интерферометрии с временным сдвигом фазы
Авторы): Пабло Д. Руис; Джонатан Марк Хантли; Гильермо Х. Кауфманн

Показать аннотацию

Временная фазовая спекл-интерферометрия (TPSSI) — это метод, основанный на записи последовательности спекл-интерферограмм на протяжении всей истории деформации объекта.Для расчета фазовой карты в опорный луч вводится контролируемое изменение фазы как функция времени. Поскольку временная фазовая развертка включает только одномерные сигналы, эту процедуру, как правило, легче выполнить, чем двухмерную пространственную развертку. TPSSI также позволяет получать поля абсолютного смещения больших объектов. В этой статье представлен обзор последних разработок и применений спекл-интерферометрии с временным сдвигом фазы. К ним относятся выполнение различных алгоритмов фазового сдвига, когда система TPSSI используется в присутствии гармонических и случайных колебаний, а также для измерения механических колебаний.Также представлен новый адаптивный алгоритм фазового сдвига, который ищет пик оконного преобразования Фурье модулированного сигнала интенсивности и оценивает фазу на этой частоте, а не на несущей частоте. Презентация проиллюстрирована применением TPSSI для обнаружения подповерхностных дефектов расслоения в образцах углеродного волокна, подвергнутых вакуумной нагрузке. Показано, что обращение к алгоритму разворачивания временной фазы через различные временные интервалы позволяет измерять изменяющиеся во времени смещения, превышающие 100 мкм, без ограничения, обычно налагаемого декорреляцией спеклов.

Алгоритм развертывания гибридной фазы, расширенный стратегией сопоставления с минимальными затратами
Авторы): Рене Сков Шоне; Оливер Шварц

Показать аннотацию

Недавно был предложен гибридный алгоритм развертывания фазы, который использует метод на основе окон и два подхода локального развертывания фазы для определения информации о градиенте для каждого окна.Однако при таком подходе во многих практических приложениях мы столкнулись с определенными несоответствиями, например вызванный шумом на входной фазовой карте. В этой статье мы представляем улучшенный оконный алгоритм для разворачивания зашумленных фазовых карт. С пиксельными изображениями мы можем получить только остатки первого заряда, но с помощью этого нового метода возможны более высокие заряды. В конце концов общий заряд положительных и отрицательных остатков может быть неравным. Поэтому мы расширяем множество остатков граничными остатками до тех пор, пока не получим равные заряды.Мы строим компоненты связности, содержащие соседей по остаткам, используя метод поиска в первую очередь. Далее мы следуем методу теории графов с минимальными затратами, определяющему множество разветвлений и вычисляем глобальный минимум общей длины разреза. Каждому положительному остатку соответствует соответствующий отрицательный остаток. Мы соединяем эти пары путем с наихудшей ошибкой перекрытия, полученной одним из подходов локального разворачивания фазы. Используя этот новый метод, мы можем уменьшить среднеквадратичную фазовую ошибку в 5 раз при сравнении результатов с существующим гибридным алгоритмом развертывания фазы.

HoloVision: программный пакет для реконструкции и анализа голограмм с цифровой выборкой
Авторы): Ойстейн Скотейм

Показать аннотацию

HoloVision — это программный пакет для выполнения цифровой голографии на платформе Microsoft Windows.Базовая теория восстановления голограмм с цифровой выборкой представлена ​​вместе с некоторыми более конкретными деталями программной реализации. Сюда входят метод Френеля, метод свертки и метод Фурье. Представлен метод, включающий наклон опорной волны и увеличение с помощью числовой линзы для увеличения видимой области восстановленного изображения. Исследуются два различных подхода к подавлению нежелательных компонент нулевого порядка. Примеры включены для изображений с обычной интенсивностью, а также для изображений с разностью фаз, полученных с помощью цифровой голографической интерферометрии.

Разработка и калибровка недорогого актуатора PZT без обратной связи для фазосдвигающей спекл-интерферометрии
Авторы): Луиджи Бруно; Паоло Майнери; Андреа Поджиалини

Показать аннотацию

В статье описывается простой недорогой привод PZT с разомкнутым контуром и процедуры, которые были разработаны для его калибровки и юстировки, чтобы получить устройство, предназначенное для спекл-интерферометрии со сдвигом фазы.Низковольтный многослойный керамический блок из PZT вставлялся между зеркалом и кубическим светоделителем интерферометра Майкельсона для использования в сдвиговом измерителе, собранном на кубе 40x40x40 мм. PZT приводился в действие выходным напряжением питания от 16-битного цифро-аналогового преобразователя, напрямую подключенного к параллельному порту персонального компьютера, что гарантирует очень точный выходной сигнал. Путем анализа интерференционной картины, созданной интерферометром Майкельсона, были получены калибровочные кривые (для восходящего и нисходящего входного напряжения).Когда вся петля гистерезиса определена, можно выбрать достаточно линейный рабочий диапазон. Устройство оснащено тремя установочными винтами, действующими на пластинчатую пружину для компенсации наклона зеркала, вызванного неравномерным расширением блока PZT. Калибровка может выполняться либо с использованием интерференции между двумя гладкими волновыми фронтами (при наличии достаточно мелкой полосы), либо с использованием интерференции между двумя спекл-структурами. Следовательно, процедура калибровки может выполняться непосредственно на любом спекл-интерферометре в начале сеанса измерения, таким образом можно преодолеть экологическую чувствительность привода.

Новый автоматический метод фильтрации БПФ для фазовых карт и его применение в спекл-интерферометрии
Авторы): Ассен Шулев; Илья Руссев; Венцеслав Христов Саинов

Показать аннотацию

В статье описывается новый метод автоматической фазовой фильтрации FFT.Его сравнивают с другими хорошо известными методами фильтрации для удаления шума. Этот автоматический фильтр БПФ применяется к интерферограммам, полученным с помощью одномерной интерферометрии сдвига при складывании, для измерения перемещений загруженной стеклянной колбы. Для обработки синтезированных в цифровом виде фазовых карт были применены различные алгоритмы, и показаны преимущества улучшенной автоматической фильтрации БПФ. Полученные таким образом карты с фазовой фильтрацией можно демодулировать даже с помощью простейшего метода развертки.

Ценный метод онлайн-контроля качества проволоки: рассеяние света на цилиндрических шероховатых поверхностях.
Авторы): Фернандо Перес Квинтиан; Мария А. Реболло; Рикардо Габриэль Берлассо; Нестор Г. Гаджоли

Показать аннотацию

В некоторых случаях необходимо измерять характеристики поверхности проволоки, поэтому это важно делать во время производственного процесса.В данной работе представлены два основных результата: во-первых, аналитическое выражение для углового распределения средней интенсивности рассеяния от цилиндрических шероховатых поверхностей в зависимости от характерных статистических параметров высот. Это выражение позволяет измерить отношение T / σ между корреляционной длиной и шероховатостью. Во-вторых, количественная связь между размером и формой спекл-зерен в зоне Фраунгофера и статистическими свойствами цилиндрической шероховатой поверхности.В первом случае показано, что процесс сканирования, присущий обычным системам детектирования, можно заменить одношаговым детектированием с использованием экрана и ПЗС-камеры. Таким образом, этот метод может применяться для тестирования поверхности проводов в режиме реального времени, когда обычные процедуры неадекватны. Во втором случае экспериментальные автокорреляционные функции под разными углами дают другой метод измерения параметра T / σ . Затем исследование света, рассеянного от цилиндрических шероховатых поверхностей, кажется, представляет большой интерес из-за его потенциального применения в неразрушающем контроле процессов производства и отделки таких компонентов, как трубы, соединения, провода и подшипники.

Микроскопический ESPI: улучшение качества бахромы с помощью метода преобразования Фурье
Авторы): Акрам Эль Джарад; Герд Гулкер; Клаус Д. Хинш

Показать аннотацию

Электронная интерферометрия спекл-структуры (ESPI) обсуждается для обнаружения деформаций вне плоскости в небольших объектах.Для увеличения разрешения в пространстве объектов лазерный источник малой длины волны совмещен с микроскопом с большой числовой апертурой. Качество кромки увеличивается за счет использования пространственного фазового сдвига и метода преобразования Фурье, что позволяет обнаруживать деформацию даже в неоптимальных условиях. Эффективность будет показана в некоторых измерениях на разных образцах, где деформации успешно регистрируются на участках размером до нескольких микрометров.

Исследование трубных стыков методом электронной спекл-интерферометрии
Авторы): Альфредо Морено Йерас

Показать аннотацию

Внедрение новых материалов в машиностроение — одна из основных задач ученых и инженеров.В настоящее время постоянно развиваются новые технологии, позволяющие изучать, характеризовать и измерять важные механические состояния новых материалов. Эти методы включают оптические методы измерения, в которых лазер используется в качестве важного инструмента при обработке и интерпретации информации. Эти методы также включают электронную интерферометрию спекл-структур (ESPI). Настоящее исследование демонстрирует разработку и внедрение техники ESPI для изучения и определения характеристик соединения труб из композитных материалов.Технические характеристики, связанные с реализацией данной методики, включены в данную статью. Также представлено поле деформаций, вызванное различными прикладными воздействиями. Показаны преимущества и недостатки использования этого метода и их сравнение с другими традиционными и оптическими методами измерения.

Механические измерения с использованием мультиплексирования / демультиплексирования цифровых голограмм Френеля
Авторы): Паскаль Пикар; Эрик Муассон; Д.Mounier

Показать аннотацию

Мы предлагаем метод мультиплексирования / демультиплексирования в цифровой голографии Френеля для одновременного измерения двухмерных деформаций. Пространственное мультиплексирование использует некогерентное смешение когерентных волн 2×2. Оптическая схема установки обеспечивает одновременный доступ к внеплоскостной и плоской составляющей поля смещения.Для этого мы используем двухполяризационный интерферометр Маха-Цендера, который производит одновременное некогерентное сложение двух голограмм объекта. Цифровые голограммы восстанавливаются с использованием дискретного преобразования Френеля. Каждая фаза объекта кодирует компонент вектора поля смещения в плоскости и вне плоскости. Чтобы исключить смешение двумерных измерений, мы используем пространственное демультиплексирование голограмм. Его принцип основан на использовании пространственной автокорреляционной функции.Пространственная координата одного из трех его лепестков используется для демультиплексирования второй голограммы на первой. Это численное демультиплексирование основано на двумерном преобразовании Фурье и применении так называемой теоремы о задержке. После демультиплексирования сумма двух фазовых изменений дает доступ к компоненту вне плоскости и их разности к компоненту в плоскости. Приведены экспериментальные результаты по изучению механического поведения композиционных материалов.

Мониторинг влияния условий окружающей среды на рост растений с помощью статистической интерферометрии
Авторы): Хирофуми Кадоно; Томохиро Накамура; Коджи Мацуи; Сатору Тоёока

Показать аннотацию

В этом исследовании мы разрабатываем оптические методы контроля состояния растений, т.е.е. биологическая активность или рост с целью изучения влияния условий окружающей среды. Статистическая интерферометрия, разработанная авторами, была применена для измерения роста растений. Этот метод использует статистические свойства полностью развитого спекл-поля и имеет преимущество простой оптической системы для достижения измерений с чрезвычайно высокой точностью. В экспериментах, демонстрирующих применимость метода, измеряли скорость роста растений в различных условиях окружающей среды при поливе и световом освещении.Было ясно продемонстрировано, что статистическая интерферометрия имеет высокую чувствительность для мониторинга роста растений в нанометровом масштабе с высоким временным разрешением второй шкалы.

Измерение деформации бумаги, подверженной растягивающим нагрузкам, с помощью электронной интерферометрии спекл-структуры
Авторы): Эйсаку Умедзаки; Джюнносуке Такакува; Кацунори Футасе

Показать аннотацию

Это исследование посвящено измерению деформации листов вторичной бумаги, подвергнутых растягивающим нагрузкам, с использованием метода электронной интерферометрии спекл-структуры (ESPI).Образцы с волокнами, которые составляют лист бумаги, параллельные и перпендикулярные направлению изготовления бумаги, используются для исследования влияния расположения волокон на свойство растяжения. Деформация вторичной бумаги сравнивается с деформацией первичной целлюлозной бумаги. Результаты показывают, что большая двумерная деформация переработанной бумаги может быть измерена с помощью метода ESPI, и что направления волокон, составляющих лист бумаги, оказывают значительное влияние на двумерную деформацию переработанной бумаги.

Исследование трех интерферометрических методов обнаружения поверхностных дефектов эластомеров.
Авторы): Эмилия Миткова Михайлова; Амир Табакович; Сюзанна Мартин; Винсент Тоал

Показать аннотацию

Неразрушающий контроль резины оптическими средствами представляет собой сложную задачу, поскольку резина имеет механические свойства, отличные от обычных твердых веществ, когда она подвергается нагрузке.Размер дефектов, появившихся в резине в процессе производства, является важной характеристикой, поскольку они увеличивают напряжение в образце во время его использования. Представлено использование электронной интерферометрии спекл-структуры, электронной интерферометрии сдвига спекл-структуры и интерферометрии белого света для неразрушающего анализа материалов резины. Показано, что электронная интерферометрия сдвига спекл-структуры может быть полезна для визуализации дефектов на поверхности резины при термическом воздействии.Интерферометрия в белом свете дает полное профилирование поверхности эластомера, и это только один из трех интерферометрических методов измерения дефектов на поверхности резины.

Частично когерентное распространение луча
Авторы): Х. Таджалли; М. Сахрай

Показать аннотацию

Исследуем распространение частично когерентного пучка от плоского источника.Используя уравнение Гельмгольца, получают интенсивность источника в плоскости z = 0 и плоскости z. Затем, рассматривая новое теоретическое предсказание функции кросс-спектральной плотности поля в плоскости z = 0, вычисляется среднеквадратичный (среднеквадратичный) радиус луча как функция расстояния z. Затем будет обсуждаться влияние размера и когерентности источника на направленность луча. В частном случае, когда пучок является гауссовой моделью Шелла, наши результаты сводятся к хорошо известному выражению.

Применение спекл-интерферометрии в гражданском строительстве на Кубе
Авторы): Роландо Гонсалес-Пена; Роза Мария Сибриан-Ортис де Анда; Луис Марти-Лопес

Показать аннотацию

Спекл-интерферометрия была внедрена в гражданское строительство в CUJAE в 1988 году как полезный метод в исследовательской работе.В этой статье описаны некоторые применения спекл-интерферометрии в гражданском строительстве. Спекл-фотография использовалась для изучения деформации в поперечных стенках, а также для изучения модели построения поведения при нагружении концентрата. Смещения были рассчитаны численно с использованием метода конечных элементов. Электронная интерферометрия спекл-структуры (ESPI) использовалась для измерения модуля Юнга в строительных растворах и бетоне. Полученные значения модуля Юнга хорошо согласуются с данными для строительных растворов или измеренными методом статического сжатия для бетона.

Обнаружение краев при наличии спекл-шума в системах сканирования штрих-кода
Авторы): Эмануэль Маром; Саша Крешич-Юрич

Показать аннотацию

Спекл-шум присущ лазерным сканерам штрих-кода, поскольку штрих-коды обычно печатаются на рассеивающих поверхностях, которые создают спеклы при освещении пространственно когерентными лучами.В статье анализируются статистические свойства сигналов штрих-кода, искаженных спекл-шумом. Получены выражения в замкнутой форме для автокорреляционной функции и спектральной плотности мощности спекл-шума для сканирующих пучков с произвольным распределением поля. Поскольку дифференцирование часто используется для улучшения краев штрих-кода, мы также анализируем свойства дифференцированного спекл-шума. Мы получаем оценки отношения сигнал / шум, когда лазерный луч проходит через край. Также анализируется случайное дрожание края в сигнале штрих-кода, вызванное спекл-шумом.Теория проиллюстрирована применением результатов к гауссовым пучкам.

Digibale — Эффективное управление жизненным циклом тюков силоса

Технологии, разработанные и широко применяемые в сельском хозяйстве за последнее десятилетие, по-прежнему не применяются в управлении отдельными культурами в течение всего жизненного цикла. Поэтому Digibale (Digipaali) с гордостью является одним из пионеров в этой отрасли, которая не только сокращает труд фермеров, но и повышает ценность сельскохозяйственных продуктов.Используя Digibale в своих процессах сбора и хранения тюков силоса, фермы могут удалять ненужные цветные пластиковые обертки и неприятные на вид спреи, и при этом иметь возможность электронным способом отслеживать данные об окружающей среде, такие как температура, влажность, уровень pH, сухое вещество, местоположение и т. Д. ..на каждом тюке. Кроме того, данные хранятся и визуализируются на веб-сайте, обеспечивая легкий доступ, изменение и просмотр их уникальным, но информативным способом. С точки зрения исследований, проект также собирает данные для анализа качества тюков силоса и изучает их влияние на производительность RFID-меток.

Благодаря сотрудничеству между Министерством сельского и лесного хозяйства Финляндии, Институтом природных ресурсов Финляндии и Университетом прикладных наук Хяме, Digibale использует преимущества разработки программного обеспечения и, в частности, технологии радиочастотной идентификации (RFID), чтобы приблизить сельское хозяйство к движению цифровизации. . В первый год двухлетнего исследовательского проекта была создана система для измерения условий окружающей среды, их объединения с считываемыми RFID-метками и одновременного сохранения данных в облачной базе данных.Веб-сайт был разработан для отображения собранных данных вместе с приложением для смартфона для просмотра данных с помощью портативного считывателя RFID. Цель проекта изначально достигнута, дальнейшие этапы запланированы и будут реализованы в будущем.

Обзор проекта и потребности

Цифровые технологии ранее не применялись для маркировки тюков силоса и обработки информации. Обычно фермеры классифицируют тюки с помощью пластиковых крышек разного цвета и распылителей.Этот ручной процесс, без сомнения, занимает много времени и неэффективен. Кроме того, фермеры сталкиваются с проблемами хранения тюков и торговли ими. Проект Digipaali (Digibale) использует преимущества информационных технологий в целом, Интернета вещей (IoT) в частности, чтобы уменьшить ненужную тяжелую работу и улучшить производительность процессов. В основе проекта лежит технология радиочастотной идентификации (RFID), при которой небольшие прямоугольные метки будут прикреплены к тюкам.Затем пользователи могут считывать данные тюков, например температура, влажность, сухое вещество, данные GPS через смартфон со специальными считывателями RFID и совершение транзакции на открытой электронной торговой площадке (Suokannas, 2018).

На первом этапе проекта мы создали систему, которая может автоматически прикреплять RFID-метки к каждому тюку и собирать связанную с ними экологическую информацию. Это делается с помощью специальной коробки, содержащей считыватели RFID, датчики, Arduino, Raspberry Pi, модем 4G и инвертор питания.

Применение RFID для управления тюками силоса

Технология радиочастотной идентификации с ее методом отслеживания на основе электромагнитного излучения и четкими характеристиками заделки цели считается многообещающим решением для улучшения процесса управления тюками силоса.Процесс отслеживания связок силоса предназначен для использования преимущества электромагнитного принципа действия датчика с защитой от затемнения, чтобы снизить потребность в отслеживании грубой силы, которое часто выполнялось довольно вручную и отнимало много времени. (Финкенцеллер, 2003). В результате, без необходимости сканирования непосредственно, как штрих-код, RFID-метки могут быть напрямую интегрированы в объекты отслеживания, поэтому внедрение такой системы оценивается как недорогая и не требующая усилий процедура.

Захватывающий принцип работы технологии RFID можно понять через объяснение ее иерархии. Полная работа системы RFID строится вокруг взаимосвязи между двумя наиболее важными устройствами системы: считывателем и метками. В каждую RFID-метку встроена радиочастотная схема, способная осуществлять радиоволновую связь со считывателем двумя противоположными способами. Пассивные метки RFID получают радиоволны для питания внутренних цепей меток от распространяемого радиосигнала, излучаемого считывателем RFID.Напротив, активные RFID-метки снабжены собственным блоком питания для самостоятельной работы, в том числе для передачи интервального сигнала на большие расстояния. Это можно рассматривать как компенсационную функцию, поскольку реализация вышеупомянутых RFID-меток усложняет общую иерархию. С помощью беспроводной связи тюки силоса с прикрепленными бирками могут отслеживаться считывателем на расстоянии до десяти метров.

Рисунок 1. Принцип работы RFID (Рисунок Бао Тран, 2019).

Каждая метка RFID имеет четыре банка памяти (рис. 2): зарезервированная, идентификационная метка (TID), электронный код продукта (EPC) и пользовательская память. Все данные хранятся в этих банках, размещенных на наборах микросхем, работающих по одним и тем же основным принципам. Банк 0, зарезервированная память, содержит пароль удаления и доступа к тегу. Эти пароли позволяют отключать теги или переводить их в безопасное состояние. Их значение по умолчанию равно нулю, при котором операции выполняться не будут. Банк 1, память EPC, дает объекту, к которому он прикреплен, уникальную идентификацию во всем мире, независимо от времени.Его длина варьируется от 96 до 496 бит. Позже, при прикреплении к тюкам, память EPC будет содержать новое значение, указывающее идентификацию уникальной фермы, пресс-подборщика и тюка. Банк 2, память TID, идентифицирует саму уникальность тега от 32 до 80 бит. Это означает, что объект с несколькими метками RFID может иметь аналогичную память EPC, но не идентичную память TID. Банк 3, пользовательская память, — это место, где хранится вся другая дополнительная информация, такая как температура, дата, производитель и т. Д. Его размер составляет от 512 бит до 8К.

Рисунок 2. Банк памяти (RFID 4U, нет данных).

Требования к оборудованию

В качестве источника питания в коробке используется питание 12 В постоянного тока от тракторной розетки. Поэтому инвертор используется для распределения электричества между другими компонентами. Что касается подключения к Интернету, каждая коробка имеет устройство 4G, позволяющее платам взаимодействовать друг с другом, и Raspberry Pi для отправки информации о тюках в базу данных.

Продукт

Nordic ID Sampo S2 One-Series (рис. 3) в качестве считывающего устройства RFID обеспечивает высокую производительность считывания с несколькими вариантами подключения.Что отличает этот стационарный UHF-считыватель от устройств RFID других компаний, так это то, как Nordic ID поддерживает своих клиентов. Например, помимо удобной для человека документации по руководству, безопасности и регулированию, драйверам, прошивке, они разработали пользовательский интерфейс, в котором вы можете найти всю информацию, которую вы, возможно, захотите знать о своем работающем считывателе, из системной информации в реальном времени, файлы журналов, управление оборудованием в сети, системные службы, приложения и т. д.

Рисунок 3. Считыватель RFID Nordic ID (Nordic ID, n.д.).

В настоящее время используются два датчика, которые выдают данные о трех величинах, включая температуру тюков, влажность и местоположение. Sparkfun Qwiic GPS Titan X1 (рис. 4) — это датчик GPS, который выдает не только высокоточные данные GPS, но и другие данные в соответствии со стандартом NMEA. Датчики Telaire Amphenol Advanced Sensors T9602 (Рисунок 5) — это полностью откалиброванный датчик с температурной компенсацией, разрешение которого составляет ± 2% относительной влажности и ± 0,3 ° C. Эти датчики водонепроницаемы и могут хорошо работать в суровых условиях благодаря особенностям тюков силоса.

Рисунок 4. Датчик GPS (SparkFun, нет данных) Рисунок 5. Датчик Telaire T9602 (Амфенол, нет данных).

Arduino Wemos D1 R2 Mini (рис. 6) получает данные от датчиков через шину межинтегральной схемы (I2C), а затем публикует их в брокере телеметрического транспорта очередей сообщений (MQTT), размещенном на Raspberry Pi. Это возможно, потому что на плате есть модуль ESP8266, который подключается к сети Wi-Fi и выполняет простые соединения TCP / IP.

Рисунок 6. Wemos D1 R2 Mini (компоненты для хобби, без даты).

Помимо размещения брокера MQTT, Raspberry Pi (рисунок 7) запускает Node-RED, обрабатывая все сообщения, опубликованные от Arduino и считывателя RFID, передавая данные в соответствующие тюки и отправляя их в базу данных с помощью запросов Azure IOT Hub.

Рисунок 7. Raspberry Pi (Raspberry Pi, н.д.).

Техническое решение

Алгоритм и процедура

После того, как теги были прочитаны считывателем и данные среды были измерены датчиками, они будут опубликованы брокеру MQTT, на который подписаны узлы Node-RED. Эти узлы обрабатывают все входящие данные и обрабатывают их, что показано на рисунке 8. Основная идея состоит в том, что после каждого считывания тега на тюке все они будут прикреплены с одним и тем же новым идентификатором и другими данными.Из-за этого позже, когда фермер сканирует бирки, все бирки на одном тюке будут иметь абсолютно идентичную информацию, чтобы избежать путаницы. На последнем этапе эти данные будут храниться в базе данных Azure.

Рисунок 8. Поток Node-RED.

Поток Node-RED на Raspberry Pi может взаимодействовать с облачным сервером благодаря базе данных, разработанной разработчиком проекта с использованием Azure IOT Hub, открытой облачной платформы, помогающей пользователям подключаться и автоматизировать свои устройства IOT (Microsoft Azure, п.д.). В базе данных данные можно обрабатывать и сортировать по желанию, что упрощает ответы на запросы протокола передачи гипертекста (HTTP) из Интернета. Кроме того, поскольку платформа обеспечивает уникальную аутентификацию для каждого устройства, повышается безопасность системы и предотвращается утечка данных. Между тем, связь между веб-сайтом или приложением для смартфона и базой данных осуществляется с помощью интерфейса прикладной программы (API). Используемый в проекте API создается с использованием Swagger (рис. 9), программной среды с открытым исходным кодом, которая позволяет пользователям разрабатывать свои собственные репрезентативные (REST) ​​API.Эти API-интерфейсы предоставляют системам и пользователям разрешения на добавление, изменение, получение или удаление данных из базы данных с помощью запросов, известных как POST, PUT, GET и DELETE соответственно. В веб-сервисе и приложении для смартфона проекта эти запросы упрощают обработку данных и другой информации.

Рисунок 9. API.

Связь

Протокол связи между устройствами — MQTT, который превосходит другие варианты благодаря своей легкости, эффективности и популярности.Расширенный протокол очередей сообщений (AMQP) — это просто надежная и крупномасштабная версия MQTT, которая делает ее надежность и функциональную совместимость избыточной, поскольку для каждого процесса переноса тегов требуется всего четыре-пять сообщений.

Между тем, протокол потокового обмена текстовыми сообщениями (STOMP) имеет дело не с темами, а со строками назначения, с которыми брокеры должны иметь дело внутри себя, и это приводит к затруднениям при переносе кода между брокерами (Piper, 2013). В то время как протокол ограниченного приложения (CoAP), несмотря на то, что он более защищен и имеет более длительный цикл передачи, допускает только четыре типа сообщений, что делает его ненадежным и сложным (Kanungo, 2016).С учетом вышесказанного ясно, что MQTT — лучший выбор из всех.

Реализация

После планирования идеи был изготовлен настоящий RFID-бокс, который был протестирован для реализации в полевых условиях фермы. Чтобы пользователи могли легко управлять коробкой, также был добавлен двухкнопочный интерфейс. Они подключены к двум соответствующим реле, сигнализируя о правильной работе платы Arduino. Кнопки работают так, что, когда нажимается красная, окно начинает публиковать все распознанные теги брокеру MQTT с информацией, как показано на рисунке 10.Эти данные сохраняются в массиве в Node-RED до тех пор, пока информация о среде (рисунок 11) не будет опубликована нажатием синей кнопки. После этого Node-RED автоматически передаст новый идентификатор каждому тегу и отправит их в базу данных вместе с данными датчиков. Помимо идентификатора тюка, температуры, влажности, долготы, широты, сообщение также включает время, размер, вес, цвет, dValue, идентификатор фермы и т. Д. Каждый тег сохраняется как объект свойств в базе данных. Поскольку диапазон считывания составляет до десяти метров, ящик может покрыть большую площадь и не пропустить ни одной бирки на тюках.Ниже представлена ​​структура упомянутых данных. При необходимости позже могут быть добавлены другие свойства.

Рисунок 10. Тег MQTT. Рисунок 11. Данные датчика.

Этап обработки данных успешно выполнен и протестирован. В дальнейшем данные будут использоваться на следующих этапах, на которых ожидается, что пользователи будут просматривать обработанные данные и работать с разработанным интерфейсом на смартфоне и веб-сайте.

Полевое пилотирование

В сентябре 2018 года в Пялкяне, Финляндия, была проведена встреча по проекту, на которой был продемонстрирован рабочий процесс системы в реальной рабочей ситуации.После того, как каждый тюк был упакован, их местоположение и информация были измерены и мгновенно обновлены в базе данных и на веб-сайте, как показано на рисунке 12. Разработчик проекта отвечал за работу с ящиком Digibale рядом с фермером, сидящим на основном сиденье трактора, который позже будет использовать сам ящик после прохождения инструкций. Помимо 32 упакованных тюков во время встречи, на следующий день были собраны данные еще по сотне тюков, что сделало их первыми цифровыми тюками за всю историю.

Рисунок 12.Веб-визуализация (Juntunen, 2018).

Использование данных

Находка тюков

Поскольку RFID-метки теперь прикрепляются к тюкам, фермеры могут считывать информацию с помощью портативных считывателей RFID. В текущем проекте мы используем приложение, произведенное также компанией Nordic ID, которая поддерживает клиентов с их готовыми приложениями для смартфонов, доступными как для Android, так и для iOS. С помощью этих приложений пользователи могут найти все теги в зоне считывания считывателя. Можно отследить одну метку, если фермеры хотят знать, на каком тюке эта метка.Не только это, но также можно изменить ID тегов, если у пользователей есть аутентификация.

Кроме того, мы добавили функции в эти приложения, чтобы фермеры могли просматривать информацию о сканируемых тюках, например, насколько они теплые и влажные, где и кем они были собраны и т. Д. Если информация больше не верна, например, тюки были перемещены в пункты сбора или сараи, фермеры также могут изменять их. Это было сделано благодаря упомянутым выше API.

Веб-сайт и потенциал для анализа

Как упоминалось ранее, все данные будут отображаться на веб-сайте, где владельцы тюков могут просматривать информацию.На данный момент в сети есть таблица всех тегов, сохраненных в базе данных, и их положения на карте. Однако позже, из-за проблем с безопасностью, некоторые свойства тегов будут доступны только владельцам фермы или доступу со специальной авторизацией. Что еще более важно, ожидается, что пользователи будут торговать тюками на веб-сайте, а это означает, что все этапы от выбора продуктов, контактов между продавцами и покупателями до совершения транзакции будут переведены в цифровую форму.

Наряду с этим все данные, связанные с тюками, по различным категориям, таким как год сбора урожая, тип, урожай и т. Д.будет зарегистрирован для анализа. Это означает, что проект помогает фермерам не только легче обращаться с тюками силоса, но и знать, как получить лучший силос в следующем сезоне.

Заключение

Система ящика для маркировки тюков может применяться для различных хозяйственных операций. Это было сделано для привязки температуры, влажности, GPS-данных к соответствующим тюкам, а также информации о ферме с помощью RFID-считывателя, датчиков, модуля Wi-Fi, микрокомпьютера. Ожидается, что в будущем кнопки будут заменены камерой, запускающей процесс маркировки, чтобы уменьшить количество задач для фермеров и избежать непредвиденных ошибок.Используя это устройство в процессе обработки тюков силоса, пользователи получают ряд преимуществ, таких как облачное хранилище данных, онлайн-бизнес по тюкам и аналитический обмен данными по тюкам для улучшения тюков силоса.

Если посмотреть на то, что было сделано, и на планы на предстоящие этапы, становится ясно, что Digibale — это большой шаг на пути к цифровизации сельского хозяйства. Это сокращает количество задач фермеров, но при этом выполняет их эффективным, экологически чистым и экономичным способом. Ожидается, что Digibale внесет значительный вклад в развитие индивидуального управления урожаем в соответствии с тенденцией Интернета вещей.

Эта статья была подготовлена ​​в рамках проекта EIP Agri «Digipaali», поддержанного Министерством сельского и лесного хозяйства Финляндии. Бенефициаром проекта является HAMK Bio из Университета прикладных наук Хяме (FI), а партнерами являются исследовательские подразделения HAMK Tech и HAMK Smart. Кроме того, в проекте есть активная инновационная группа, в которую входят региональные фермеры и соответствующие заинтересованные компании. Проект реализуется с 1.1.2018 по 31.12.2020.

% PDF-1.4 % 6462 0 объект > эндобдж xref 6462 59 0000000016 00000 н. 0000001535 00000 н. 0000001879 00000 н. 0000001937 00000 н. 0000002089 00000 н. 0000006816 00000 н. 0000007299 00000 н. 0000007386 00000 п. 0000007544 00000 н. 0000007631 00000 н. 0000007678 00000 н. 0000007784 00000 н. 0000007835 00000 п. 0000007895 00000 п. 0000007953 00000 н. 0000008048 00000 н. 0000008136 00000 п. 0000008193 00000 н. 0000008300 00000 н. 0000008357 00000 н. 0000008473 00000 н. 0000008530 00000 н. 0000008637 00000 н. 0000008694 00000 п. 0000008826 00000 н. 0000008883 00000 н. 0000009019 00000 н. 0000009076 00000 н. 0000009211 00000 п. 0000009268 00000 н. 0000009405 00000 н. 0000009462 00000 н. 0000009590 00000 н. 0000009647 00000 н. 0000009784 00000 н. 0000009841 00000 н. 0000009974 00000 н. 0000010031 00000 п. 0000010157 00000 п. 0000010213 00000 п.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *