绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统中影响精度因素研究

发布时间：2017-09-30 07:26

  本文关键词：绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统中影响精度因素研究

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【摘要】：大型锻件是电力、军事、冶金、石油、化工等重大工程中的关键结构件,其特点是重量大和尺寸大,多用于承载力大、性能要求高的场合,通常先由锻造方法将坯料锻造成所需形状以及尺寸的锻件,再经切削加工制造而成,加热后的钢锭在锻造过程中需要对其尺寸进行测量,以保证锻件的锻造后尺寸符合所需精度要求。绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统已经广泛应用于热态大锻件尺寸测量中,但是由于锻造环境恶劣,导致大型锻件的热态尺寸测量精度不高,针对这个问题,本文优化了绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统的测量精度,具体内容如下:首先,介绍绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统的结构及原理,在此基础上建立绿激光与锻件相互作用模型,基于此模型研究相同功率、不同宽度的绿激光光条在热态锻件介质中所产生的电磁波振幅,从而能够在满足测量精度的前提下选择最优的激光光条宽度,使得绿激光与锻件作用时损失的能量最小,最终达到热态锻件上的绿激光光条清晰的目的,提高系统的测量精度。然后,设计一套基于多级声光可调谐滤光器的滤光系统,该系统根据不同温度下的热态锻件辐射光光谱特点和CCD摄像机成像模糊时的阈值功率密度得到热态锻件辐射光滤除比率计算模型,利用此模型得到使得CCD成像异常的光线波段上的滤除比率曲线,从而依据这条曲线设计多级声光可调谐滤光器达到选择性滤光的目的,最终消除热态锻件辐射光与CCD摄像机对绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统测量精度的影响。最后,实验验证,利用设计的实验系统,选择最优的绿激光光条的宽度并应用基于多级声光可调谐滤光器的滤光系统,对实际热态锻件进行测量,记录所得测量数据,计算实验结果的测量精度,验证本文提出方法的可行性和有效性。
【关键词】：大型锻件 尺寸测量 光条宽度优化 多级声光可调谐滤光器 测量精度
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG315;TN249
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 热态锻件尺寸测量的研究现状11-13
• 1.2.1 视觉测量技术11-12
• 1.2.2 高温锻件视觉尺寸测量技术的研究现状12-13
• 1.3 热态锻件尺寸测量中影响测量精度因素的研究现状13-16
• 1.4 本文的主要研究内容16-18
• 第2章 绿激光扫描的锻件热态尺寸测量系统18-26
• 2.1 引言18
• 2.2 测量系统的结构与原理18-22
• 2.2.1 测量系统的结构18-20
• 2.2.2 测量系统的测量原理20-22
• 2.3 测量系统中影响测量精度的因素22-25
• 2.3.1 绿激光光条宽度对测量精度的影响22-23
• 2.3.2 热态锻件辐射光与CCD对测量精度的影响23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 测量系统中绿激光光条宽度影响测量精度因素26-38
• 3.1 引言26
• 3.2 绿激光与锻件相互作用模型的构建26-31
• 3.2.1 模型弹性系数与拉梅常数的关系26-29
• 3.2.2 模型差分方程的建立29-31
• 3.3 绿激光光条的力源模型31
• 3.4 绿激光光条宽度的优化31-37
• 3.4.1 绿激光光条宽度的优化仿真32-35
• 3.4.2 最优绿激光光条宽度的选择35-37
• 3.5 本章小结37-38
• 第4章 测量系统中热态锻件辐射光与CCD影响测量精度因素38-53
• 4.1 引言38
• 4.2 高温锻件辐射光光谱38-39
• 4.3 CCD成像模糊时的阈值功率密度39-42
• 4.4 热态锻件辐射光滤除比率曲线的获取原理42-43
• 4.5 基于多级声光可调谐滤光器的热态锻件辐射光与CCD影响因素的消除43-52
• 4.5.1 多级声光可调谐滤光器的工作原理43-50
• 4.5.2 热态锻件辐射光与CCD影响因素的消除50-52
• 4.6 本章小结52-53
• 第5章 实验研究53-59
• 5.1 引言53
• 5.2 实验系统53-54
• 5.3 实验过程54
• 5.4 实验结果54-58
• 5.5 本章小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果65-66
• 致谢66-67
• 作者简介67

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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10 牛，

本文编号：946883