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基于光纤传感技术内孔表面缺陷检测系统研究

作 者: 郑明珠
导 师: 冯进良
学 校: 长春理工大学
专 业: 光学工程
关键词: 深孔缺陷 螺旋扫描检测 光纤传感器 光纤耦合
分类号: TP274
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
下 载: 2次
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内容摘要


发动机的油孔、刹车分离泵的内孔、液压阀孔等功能孔进行加工时常有缺陷存在,如不能及时发现内孔表面的缺陷,将直接影响机件的正常使用性能。本文设计了一套针对深孔内部缺陷的检测系统。系统是基于旋转扫描的检测方法,利用周视瞄准技术和光纤传感技术,即通过改进周视光机结构,应用光纤传像束对孔内表面进行图像采集和图像传输,再用软轴和软管的有效配合使整体机构能够在不发生干涉情况下进行螺旋式扫描,确保扫描时即不漏扫描也不不重复扫描。本文主要工作是对检测过程中起主要运动部分的支撑机构、旋转机构、调焦机构和伸缩机构的设计进行详细论述,并对各个部分中重要技术要求通过变形分析和应力分析进行校验;对光学系统中各个部分进行光学结构确定并计算各光学元件参数,重点优化了调焦物镜组使其成像质量达到检测系统使用要求;最后论述了光纤传像束的选取并进行了光纤耦合计算,同时论述了光源及其稳压电源的选取。通过设计分析以及相关实践结论得知,采用光纤传感技术检测内孔表面缺陷能够有效得出深小孔的质量优差结果。通过该种设计方法为同类检测系统提供借鉴思路,也为以后缺陷检测机的研制奠定基础。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-7
第一章 绪论  7-12
  1.1 研究背景及意义  7
  1.2 国内外发展现状  7-10
  1.3 本章主要内容及各章节安排  10-12
第二章 检测系统总体方案  12-16
  2.1 设计思路  12
  2.2 总体技术指标  12
  2.3 总体技术方案  12-14
  2.4 测量原理  14-16
第三章 检测系统照明系统设计  16-20
  3.1 照明系统的基本要求及组成  16
  3.2 照明系统的各环节选择  16-18
  3.3 LED稳压电源选择  18-20
第四章 检测系统光学系统设计  20-26
  4.1 内窥镜光学系统设计  20-22
  4.2 光学系统各环节参数确定  22-23
  4.3 内窥镜主要光学元件选择  23-26
第五章 检测系统机构设计  26-42
  5.1 系统机构总体设计  26-27
  5.2 支撑机构  27-29
  5.3 旋转机构  29-33
  5.4 调焦机构  33-36
  5.5 伸缩机构  36-42
第六章 光纤传像束与相关器件选择  42-48
  6.1 光纤传像束  42-45
  6.2 光纤耦合器  45-46
  6.3 CCD选用  46-48
总结  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-52
发表论文  52

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统
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