机电产品质量检测方向：

案例一：嵌入式环境飞机结构环境腐蚀监测系统

 

成果简介：随着我国航空工业的快速发展，监测与预防大气环境对飞机结构造成的腐蚀愈发重要。根据飞机在大气环境下的飞行条件，针对CDS涂层传感器、环境腐蚀传感器、表面湿度传感器，设计了相应的高信噪比的传感信号处理电路，并利用高性能单片机嵌入式系统与软件算法，研制了一套用于腐蚀环境监测的在线检测系统，实现对飞机结构所处环境的实时监测。

成果主要监测功能技术指标分别为：

1) 涂层老化阻抗测量范围：10K-100M ohms

2) 涂层老化阻抗测量精度：1%

3) 相对湿度测量范围：0%-100%

4) 相对湿度测量精度：±1.8%

5) 温度测量范围：-40℃至120℃

6) 温度测量精度：±0.3℃

监测方式：在线传感数据存储或实时传输监测

应用情况：目前该装置已经应用于某国防研究所的腐蚀材料监测中。

联系人：王选择，电 话： 18971383810，邮箱：wangxz@mail.hbut.edu.cn

 

 

 

三种腐蚀监测传感器

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

研制的环境腐蚀监测系统

 

 

 

 

 

 

 

 

 

实时传输方式下的腐蚀监测

案例二：无衍射光技术及应用

成果简介：

  1）利用轴锥镜能产生无衍射光及线焦的特性，将其应用于光学成像系统，使得该系统的点扩散函数能在较大的景深范围内不随离焦像差变化而变化，或缓慢变化，这样就可以在很大范围内得到较清晰的像，实现增大景深的目的。（国家自然科学基金：基于无衍射光的大景深视觉检测方法研究 51005072）

2）结合无衍射光长距离恒稳定的优点与莫尔条纹放大的特性，研究一种大行程、高精度的实时多自由度运动误差测量方法。将两束无衍射光经分光、合束后产生莫尔条纹，以半透半反镜和直角棱镜组成运动单元固定在工作台上，利用其姿态的变化感知工作台的垂直直线度、俯仰角、偏摆角和滚转角，实现多自由的测量。（国家自然科学基金：基于无衍射光莫尔条纹大行程工作台运动误差测量方法研究 51405143）

相关成果：

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

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

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

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

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

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

7. 专著：景深严拓技术及应用， 科学出版社

8. 发明专利：一种利用无衍射光测量导轨四自由度运动误差的装置，201410236638.5

    

    

案例三：偏振（角度）测量的灵敏度在1 Hz处接近散粒噪声极限的偏振仪

成果简介：国际上首次采用偏振态操控技术，并结合光电外差探测技术，研制了一台超灵敏置零型激光偏振仪。利用压电陶瓷调制偏振角度，通过自准直仪标定，该偏振仪的灵敏度在1 Hz处是7×10^-9rad/Hz^1/2,接近系统的光散粒噪声极限，达到国际领先水平。该偏振仪突破了偏振仪灵敏度提高的瓶颈，即偏振器件的有限消光比的限制，在基础科学研究方面对磁致真空双折射效应的观测具有十分重要的意义，在技术应用上为研发全光学磁力计阵列奠定基础。

 

主要技术指标： 灵敏度标定7×10^-9rad/Hz^1/2 @ 1 Hz

灵敏度的散粒噪声极限3×10^-9rad/Hz^1/2

应用情况： 实验检验基础科学理论，研发超灵敏全光磁力计阵列

联系人：冯胜，电 话： 18971062927，邮箱：fengsf2a@hust.edu.cn

偏振仪灵敏度标定装置（左）和时域标定信号

 

偏振仪的偏振（角度）测量信号的噪声功率谱密度

案例四：波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌干涉测量方法

成果简介：本项目应用光纤耦合三个不同波长的半导体激光光源，其中两波长相近，一个相差较远，应用显微干涉测量的方法，在匀速相移驱动扫描过程中，以光源切换驱动实现波长轮流切换的方式获取不同波长的干涉帧图像。通过图像算法，分别对三波长干涉帧图像进行逐点逐帧相位运算；在相位运算的基础上，导出两近波长帧干涉图的相位差，确立大尺度范围内估计形貌点高度；用同样算法导出两远波长帧的相位差，用以校正或细化近波长计算结果；最后运用单波长相位进一步校正两远波长帧计算结果。通过这种大小尺度结合算法实现表面形貌的高精度绝对测量，突破了单波长测量精度最高，但无法超越半波长测量范围这个致命缺陷的瓶颈，既保留有单波长的测量精度，也拓宽了整体的测量范围。

图1 基于波长轮换与相移扫描相结合的表面形貌干涉测量系统原理图

案例五：用于调味品中非法添加物检测的激光拉曼光谱仪

成果简介：在干辣椒、花椒、辣椒酱等调味品广泛存在罗丹明B、柠檬黄等非法添加物，严重影响人民身体健康，但检测这些非法添加物往往须在实验室进行，设备昂贵而难以普及，检测效率低、样品制备复杂。本项目研制一种基于激光拉曼原理、便携式的、用于测定调味品非法添加物含量的检测仪器，并建立其组分和非法添加物的拉曼图库，实现现场快速检测，锁定证据。

图2 激光拉曼光谱仪原理图