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公开(公告)号：CN110672554B
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN201911094846.5
申请日：2019-11-11
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N21/39
摘要： 本发明设计了一种随机振动驱动衰荡腔免标定气体浓度测量系统与方法，所用元件包括：窄线宽激光光源、光调制模块、光学衰荡腔和信号采集与处理模块。首先，测量光调制模块对驱动信号的响应延迟时间；然后，调节两束窄线宽激光的中心波长位于同一或相邻吸收峰，采集光通过充有待测气体的衰荡腔出射的光强衰减曲线；选取入射光被完全阻断的时刻作为拟合衰荡信号的起始点对数据进行拟合，得到双波长分别对应的指数衰减系数；最后利用双波长衰减系数的差与气体浓度的关系得到气体组分摩尔分数。本发明利用随机振动实现衰荡腔对双波长的分时选频功能，结构简单、成本低、对测量环境适应性强，在气体检测领域有较高的使用价值和广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN107121682B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201710438617.5
申请日：2017-06-12
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01S17/89
摘要： 本发明提供了一种基于相位式激光测距的三维关联成像方法，该方法包含以下步骤：激光光源发出正弦振幅调制的激光；激光照射在被二进制矩阵驱动的数字微镜阵列上，进行空间光调制；受振幅调制和空间分布调制的激光照射到物体上，并在物体表面发生漫反射；使用光电探测器对反射光进行接收得到与光源同频的正弦信号；使用正交解调对接收信号进行解调，得到一系列与数字微镜阵列调制矩阵相关的幅值与相位；并通过变量换元，将重建问题转化为线性方程组的求解问题；最后求解线性方程组并变换得到物体表面的漫反射矩阵与深度矩阵。本发明通过结合相位式激光测距和计算关联成像两种技术，可以同时获取目标物体的表面反射与深度信息，并提高成像质量。
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公开(公告)号：CN109059787B
公开(公告)日：2019-12-24
申请号：CN201811170087.1
申请日：2018-10-09
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01B11/06
摘要： 一种基于横向剪切干涉的玻璃板厚度分布测量方法及系统，所用元件包括：可见光激光器、衰减片、偏振片、扩束镜、第一光阑、空间光调制器、第二光阑、第一凸透镜、第二凸透镜、平行玻璃平板、待测玻璃板、第三凸透镜、面阵CCD相机、PC机。通过以下步骤实现对玻璃平板厚度分布的测量：在横向大剪切干涉装置中引入空间光调制器，对出射光施加相移变化量，用实时解算递归最小二乘法得到干涉光强与相移的拟合曲线，计算放置待测玻璃板前后参数变化，求出待测玻璃板在0～2π间的相位分布；采用不同波长下的干涉图像求解同余方程组以确定光程差所引起的相位变化，获得准确的相位分布，从而得到玻璃板厚度分布。该发明测量和解算同步，速度快、精度高，应用前景广阔。
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公开(公告)号：CN109324019B
公开(公告)日：2022-04-12
申请号：CN201811515520.0
申请日：2018-12-11
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明设计了一种用于轴对称燃烧场监测的激光吸收光谱层析成像系统，所用元件包括：激光光源、扫描振镜、光纤束、积分球、光电探测器和数据采集模块等；其中，激光光源照射在扫描振镜上，经过扫描振镜反射后穿过被测燃烧场，照射到光纤束上，光纤束出口处放置一个积分球，积分球出口处放置光电探测器接收信号，通过数据采集模块采集激光穿过被测燃烧场后的光谱吸收数据，通过解算得到测量区域燃烧场的温度分布和浓度分布。本发明结构简单、操作方便，在燃烧诊断领域有较高的使用价值和广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN112729591B
公开(公告)日：2021-11-23
申请号：CN202011527319.1
申请日：2020-12-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 本发明提出一种基于低带宽光电探测器的激光吸收光谱温度测量系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于均匀温度场的快速测量，该方法利用神经网络可对任意函数进行逼近的优点，通过构建低带宽光电探测器测量信息与高带宽光电探测器测量、解算获得的光谱吸收面积之间的神经网络，完成训练后，仅通过低带宽光电探测器即可实现温度的快速测量。该方法降低了对探测器、数据采集装置的要求，并且具有较低计算复杂度，解算过程利于硬件实现，具有高实时性、高抗噪声能力、低资源占用等优势，在温度测量领域有较好的应用前景。
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公开(公告)号：CN112729591A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011527319.1
申请日：2020-12-22
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01K11/00
摘要： 本发明提出一种基于低带宽光电探测器的激光吸收光谱温度测量系统与方法，属于可调谐二极管激光吸收光谱技术领域，用于均匀温度场的快速测量，该方法利用神经网络可对任意函数进行逼近的优点，通过构建低带宽光电探测器测量信息与高带宽光电探测器测量、解算获得的光谱吸收面积之间的神经网络，完成训练后，仅通过低带宽光电探测器即可实现温度的快速测量。该方法降低了对探测器、数据采集装置的要求，并且具有较低计算复杂度，解算过程利于硬件实现，具有高实时性、高抗噪声能力、低资源占用等优势，在温度测量领域有较好的应用前景。
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公开(公告)号：CN110823849A
公开(公告)日：2020-02-21
申请号：CN201910908548.9
申请日：2019-09-25
申请人： 北京航空航天大学
摘要： 本发明设计了一种瞬态燃烧场定量测量方法及装置，属于燃烧诊断技术领域。装置包括：时钟同步与延迟触发模块、可调谐激光发生模块、光纤分束器、透镜组、光电探测器阵列、高速多路数据采集模块、高能脉冲激光发生模块、面阵光电探测器、控制与计算模块等。首先，利用稳态燃烧场标定激光诱导荧光测试系统的光学参数；然后，使用标定后的装置对瞬态燃烧场的同一截面进行测量；最后，将激光吸收光谱层析成像得到的低分辨率温度分布代入建立的激光诱导荧光计算模型，获得高分辨率的温度、被测基团、分子的浓度分布。本发明将激光诱导荧光与激光吸收光谱相融合，对于燃烧场监测与诊断有着重要的应用价值。
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公开(公告)号：CN107490531A
公开(公告)日：2017-12-19
申请号：CN201710703255.8
申请日：2017-08-16
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N15/02
CPC分类号： G01N15/0211
摘要： 本发明涉及一种基于闭环控制原理的粒径分布测量装置及方法，所用元件包括：可见光激光器、扩束镜、光阑、样品池、傅里叶透镜、环形光电探测器、数据采集卡和上位机等。该方法包括以下步骤，首先，通过衍射式测量装置获得小角度衍射光分布；然后，以fk(x)表示第k次粒径分布重建结果，获取初值f0(x)和f1(x)；接着，基于闭环控制原理，以重建误差为控制对象，利用迭代公式重建粒径分布；最后，判断是否达到迭代终止条件，如果是，则停止迭代并输出重建结果，否则返回上一步的迭代公式。上述装置及方法可以抑制实际应用中获得的衍射光信息的有限性的影响，提高对粒径分布的分辨能力和重建精度，在粒径分布测量领域具有重要的实用价值和很好的应用前景。
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公开(公告)号：CN107255608B
公开(公告)日：2020-04-24
申请号：CN201710425485.2
申请日：2017-06-08
申请人： 北京航空航天大学
IPC分类号： G01N15/02
摘要： 本发明设计了一种基于单光电探测器的颗粒粒度测量仪，所用元件包括：数字微镜阵列(DMD)及控制电路、傅立叶透镜、会聚透镜、单光电探测器。该方法包括以下步骤：激光经过扩束形成平行光，照射被测颗粒发生衍射，经过傅立叶透镜会聚后，衍射光照射在位于焦平面的DMD数字微镜上。DMD微镜片逐个偏转到反射状态，单光电探测器收集反射光，确定反射光光强最大的位置为衍射光斑中心。从衍射光斑中心开始，以条形排布偏转数字微镜阵列的微镜片到反射状态，单光电探测器采集对应位置的反射光强，得到一个列向量，即衍射光强的投影光强。最后利用阿贝尔逆变换和积分反演计算颗粒粒径分布。本发明结构简单，操作方便，计算速度快，在颗粒粒径测量领域有较高的使用价值和广阔的应用前景。
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公开(公告)号：CN109324019A
公开(公告)日：2019-02-12
申请号：CN201811515520.0
申请日：2018-12-11
申请人： 北京航空航天大学
CPC分类号： G01N21/39 , G01K11/006
摘要： 本发明设计了一种用于轴对称燃烧场监测的激光吸收光谱层析成像系统，所用元件包括：激光光源、扫描振镜、光纤束、积分球、光电探测器和数据采集模块等；其中，激光光源照射在扫描振镜上，经过扫描振镜反射后穿过被测燃烧场，照射到光纤束上，光纤束出口处放置一个积分球，积分球出口处放置光电探测器接收信号，通过数据采集模块采集激光穿过被测燃烧场后的光谱吸收数据，通过解算得到测量区域燃烧场的温度分布和浓度分布。本发明结构简单、操作方便，在燃烧诊断领域有较高的使用价值和广阔的应用前景。
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