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基于深度学习的汽车铭牌及拓印膜自动检测设备

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基于深度学习的汽车铭牌及拓印膜自动检测设备

作者：陈浩伦东莞理工学院

学位级别：硕士

汽车的车架信息核实主要是对汽车的铭牌和车内拓印膜进行信息的核对,这些信息在行车登记、管理中起着重要的作用,因此车架信息检测是检测流程中的一个重要环节。随着汽车生产量的提高,车架信息误检的频率也随之提高。目前的检测方式主... 详细信息

汽车的车架信息核实主要是对汽车的铭牌和车内拓印膜进行信息的核对,这些信息在行车登记、管理中起着重要的作用,因此车架信息检测是检测流程中的一个重要环节。随着汽车生产量的提高,车架信息误检的频率也随之提高。目前的检测方式主要为人工抽检,存在着效率低、时间慢、误检率高等问题,给后续的出厂带来巨大的麻烦。因此,对汽车铭牌及拓印膜的精确识别具有重要的研究价值。本文对以上的各种问题,基于深度学习技术对车架信息自动检测做出了深入研究,内容如下:本文使用Yolov7的目标检测模型,对汽车铭牌进行自动检测。通过采集多种不同车型、时间、现场亮度等数据,迭代训练后得到鲁棒性较好的模型。此外,通过模型量化的方法减小模型的大小,提高检测速度。与其他检测算法的对比结果显示,该算法精度较高,且效率快。改进Paddle-OCR的文字识别模型,针对汽车铭牌内文字密集的问题,在推理模型的过程中优化模型参数,实现了铭牌信息的完整识别。基于图像整体亮度均衡化和模版匹配,本文提出了一种自适应多角度模版匹配的目标检测算法,通过计算得出图像各像素的灰度分布,将原本的概率分布变成具有均匀概率分布的目标图像。再通过计算拓印膜区域的偏移角度,进行矩形区域矫正。此算法可以减小由于外界因素影响的图像亮度不均匀及人工摆放位置不一所导致的检测误差,提高检测的精度。采用Efficient-b1深度学习卷积神经网络模型,对汽车拓印膜的不规则字体,进行数据采集处理,通过迭代训练得到拓印膜字体的模型,实现对汽车拓印膜字体的精准识别。本文基于深度学习技术的汽车铭牌及拓印膜自动检测识别算法已经形成了一套完整的自动化设备,并在汽车生产产线进行了测试实验,得到了较好的检测结果,并且检测时间在产商要求范围之内,目前已在车间正常使用。基于深度学习的车架信息检测方法,在识别精度、效率上都有很好的反馈效果,具有重要的研究意义。

关键词：深度学习目标检测模型量化文字识别模版匹配

多元高熵铅基钙钛矿压电陶瓷的制备与性能研究

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多元高熵铅基钙钛矿压电陶瓷的制备与性能研究

作者：廖文勇东莞理工学院

学位级别：硕士

弛豫铁电压电陶瓷是实现电能和机械能相互转换的一种功能材料,能够被广泛地应用于众多微电子器件中,例如传感器、制动器和换能器等。这类材料在准同型相界(（Morphotropic Phase Boundary,MPB）)附近具有优异的压电性能,目前工业界广泛... 详细信息

弛豫铁电压电陶瓷是实现电能和机械能相互转换的一种功能材料,能够被广泛地应用于众多微电子器件中,例如传感器、制动器和换能器等。这类材料在准同型相界(（Morphotropic Phase Boundary,MPB）)附近具有优异的压电性能,目前工业界广泛使用的是PZT（锆钛酸铅）陶瓷,对其MPB附近成分的陶瓷进行不同元素的改性,例如离子掺杂、取代,利用畴工程、缺陷工程等方式,可以制备出满足不同的应用需求的PZT基铁电压电陶瓷材料。在多元高构型熵压电陶瓷中,由于其能够在高随机场的激励下能诱发不稳定、不连续的极化,这大大提高了电学性能。因此本文设计了从三元到七元的高构型熵多元铅基钙钛矿体系;利用容忍因子理论、多相界共存、缺陷工程（铅空位、氧空位的产生和消散）等方法,自主设计出新型多元铅基化合物钙钛矿。同时采用多种表征手段,例如压电力显微镜、X射线光电子能谱、扫描电镜等技术全面阐明了各多元铅基压电陶瓷结构和性能机理,系统性地研究了高压电性能材料结构和机理来提升性能。首先本文利用横向和纵向两种梯度进行实验,在四元高构型熵压电陶瓷PbSrBa(ZrTi)(NiNb)(SbNb)O（PNN-PSN-PSBZT）的制备和性能研究中,成功通过固相合成法合成钙钛矿结构,结合XRD图谱与介电温谱图、准静态d测试仪的分析,在x=0.3时发现了最靠近准同型相界（MPB）的组分,且得到了最佳压电性能的d=705 p C/N,ε=4988.2,T=138 ~oC,tanδ=0.027,E=7.12 k V/cm,P=24.7μC/cm。接着在PbSrBa(ZrTi)(NiNb)(SbNb)O（PNN-PSN-PSBZT）四元高构型熵压电陶瓷的制备和性能研究中,成功制备出了该体系最佳的锆、钛比的组分y=0.45,其表现出最大的压电系数d=820 p C/N并且具有不俗的电致应变S=0.272%。其次在五元高构型熵压电陶瓷PbSrBa(ZrTi)(NiNb)(SbNb)(MgNb)O（PNN-PSN-PMN-PZT）中,通过设计其不同含量的非化学计量比氧化镍和三氧化二锑,成功获得具有高去极化温度的高压电性的组分,这有利于广泛的机电应用。采用固态反应方法制备了PZT基压电陶瓷,用多元元素取代A/B位离子使铁电自由能变平,实现了高压电系数d约为1000 p C/N,居里温度T为128°C,去极化温度T为105°C。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、压电显微镜和X射线光电子能谱对铁电相和铁电畴的微观结构进行了系统的表征。原子尺度上A/B位无序元素的取代打破了伴随Pb空位的长程极化秩序。并且过量的Ni离子可以调节晶粒生长以及Sb转化为Sb的价态,能够诱导Pb空位。晶粒尺寸和空位缺陷的诱导协同优化了铁电陶瓷的压电性能和温度稳定性。最后本文通过以构型熵为指导的多元陶瓷的设计制备实验,以PNN-PSBZT作为基底,涵盖了从三元到七元的压电陶瓷s1-s7,探究其构型熵值对于压电、介电、铁电性能等影响,并进一步证实了高熵压电材料设计方法的有效性,并且结合众多研究者的对于不同体系的压电陶瓷研究,证明了高构型熵值和压电性能的正相关性。

关键词：高构型熵准同型相界弛豫铁电体压电陶瓷压电常数

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基于深度学习的三维点云分类与分割方法研究

基于深度学习的三维点云分类与分割方法研究

作者：郑雄伟东莞理工学院

学位级别：硕士

三维采集技术的飞速发展不仅简化了三维点云数据的获取过程,也推动了点云在自动驾驶、工业生产和城市规划等众多领域的应用。在三维数据分析和处理的研究领域,点云的形状分类与语义分割占据了核心地位。如今,深度学习在三维点云分类和... 详细信息

三维采集技术的飞速发展不仅简化了三维点云数据的获取过程,也推动了点云在自动驾驶、工业生产和城市规划等众多领域的应用。在三维数据分析和处理的研究领域,点云的形状分类与语义分割占据了核心地位。如今,深度学习在三维点云分类和分割方面的应用已成为研究热点。尽管目前已有众多针对三维点云分类与分割提出的深度学习模型,但这些方法仍面临诸多挑战。一方面,大多数现有方法未能有效结合局部特征与区域间关系,导致空间几何信息的部分丢失;另一方面,由于未能在高维特征空间中识别和强化关键特征通道,这会导致模型无法关注最有价值的特征。本文针对这些问题进行了深入探讨,主要研究内容如下:(1)为解决已有算法中局部特征与区域间关系结合不足的问题,本文设计了一种由局部特征提取模块和跨区域关系学习模块所组成的点云分类与分割网络。局部特征提取模块通过最远点采样、球查询分组和特征聚合三个步骤,高效地提取点云数据的层次化特征。跨区域关系学习模块则采用动态区域划分构建局部区域,然后利用自注意力计算的方式来建模区域间的关系。实验结果表明,跨区域关系学习模块有效地增强了模型区域间关系的理解,本文提出的算法在Model Net40数据集上的分类总体准确率为93.0%、平均类别准确率为90.3%,在Shape Net Part数据集的平均交并比为85.4%。(2)针对现有算法难以有效提取关键的高级语义信息与无法关注点云数据中的关键特征的问题,本文提出了一种结合边缘卷积和融合注意力的点云分类与分割模型。首先,模型会使用K近邻算法找到输入点云中每个点的固定数量的最近邻点以确定其局部邻域,计算每一对相邻点之间的边特征,并通过特征变换以及聚合操作将局部空间信息更新至邻域中心节点的特征表示。然后,对邻域特征并行应用空间和通道注意力来增强模型对点云数据关键区域和特征通道的关注。通过动态调整权重,提升了模型识别显著特征的能力并优化了整体性能。实验结果表明,相较于原始动态图卷积神经网络,本文提出的模型在Model Net40数据集上的分类总体准确率和平均类别准确率分别提高了1.1%和1.2%,在Shape Net Part数据集上的平均交并比提高了0.9%。

关键词：深度学习点云分类点云分割跨区域关系注意力机制

晶圆上料系统中机械手上料及晶圆预对准技术研究

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晶圆上料系统中机械手上料及晶圆预对准技术研究

作者：林福清东莞理工学院

学位级别：硕士

芯片(集成电路)制作代表了当今世界的最为先进的微精细加工水平,是半导体行业的最高技术壁垒。我国目前在集成电路产业链的先进工艺设备供给十分匮乏,进口依赖程度高,加上半导体先进国家对外的技术封锁以及设备的进口限制,为我国的半导... 详细信息

芯片(集成电路)制作代表了当今世界的最为先进的微精细加工水平,是半导体行业的最高技术壁垒。我国目前在集成电路产业链的先进工艺设备供给十分匮乏,进口依赖程度高,加上半导体先进国家对外的技术封锁以及设备的进口限制,为我国的半导体事业敲响了警钟。晶圆上料设备作为生产工艺链关键的传输和定位设备,其稳定性和高效性直接影响了芯片产业链的生产效率。晶圆上料设备的研究对于提高半导体设备国产转化率以及中国大陆半导体行业发展有重大的意义。本文应企业要求设计一套全自动晶圆上料系统,系统分为晶圆传输和晶圆预对准两个部分。本文设计的晶圆上料系统的目标需求是将晶圆从晶舟取出,经过预对准将晶圆标记旋转至指定方向并传输到指定的工艺工作台。在研究了国内外晶圆上料系统的相关文献后以及调研相关的先进设备,结合企业的工艺需求,设计了一套采用机械手进行晶圆传输和非接触式光学传感器实现晶圆预对准的晶圆上料系统。晶圆上料系统的总体设计分为机械手和预对准两个模块进行研究。本文主要工作如下:晶圆上料系统作为晶圆运输和定位的载体,本文根据企业技术指标和实际工作环境进行机械设计和硬件选型,在设计定型后进行加工、装配和电气调试。完成整个上料系统的控制调试以及系统程序的编写。晶圆上料系统的主要难点为机械手的运动效率和晶圆预对准的定位精度。对本文设计的传输机械手建立了基于吸附晶圆后末端的运动学模型和动力学模型,根据模型计算分析得出机械手系统的各参数的表达式,基于运动学和动力学分析机械手传输晶圆的路径规划。提出多轴运动规划的控制方法,基于ADAMS进行运动学仿真,验证在保证晶圆在手臂末端平稳传输的过程中可以有效提高机械手的工作效率。预对准模块为同步实现电机控制和预对准算法研究,采用数字信号处理器(Digital Signal Process,DSP)为控制单元。电机控制采用磁场导向控制(Field Oriented Control,FOC)的伺服控制策略,提出注入电压抑制低阶速度谐波的方法用于提高晶圆旋转过程中的稳定性。预对准算法是根据DSP采集的编码器数据和晶圆边缘数据计算晶圆圆心和缺口角度,基于线性化最小二乘圆拟合方法提出数据分割方法,提高圆心定位精度,采用多项式拟合和最小线性方程回归等方法提高缺口和切边定位精度,并提出误差补偿模型通过预对准模块实现晶圆的定位。综合设计晶圆预对准模块对应的控制器。晶圆上料系统在完成整体机调试后,测试各轴定位精度达到设计要求,配合探针台主机台进行全自动上料,经过程序交互以及联机的调试,验证晶圆上料系统单次上料效率达到15s满足上料系统的上料要求。其中包含了机械手传输和晶圆预对准定位精度,晶圆上料系统传输到工作台后综合的圆心定位精度到达±1mm,角度重复精度达到±0.2°。到达企业设计要求,并且成本上可以实现量产商用。

关键词：晶圆传输机械手 DSP电机控制预对准

联邻菲罗啉廉价金属配合物光/电催化CO2还原制甲酸

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联邻菲罗啉廉价金属配合物光/电催化CO2还原制甲酸

作者：张丽华东莞理工学院

学位级别：硕士

当今世界面临着日益严重的温室效益和能源短缺问题,利用太阳能将CO转化为有价值的化学能源,是将CO变废为宝实现其绿色资源化利用的理想途径。近年来,随着研究者的不断探索可持续发展路径,研究重点逐渐从贵金属分子催化剂向廉价金属分子... 详细信息

当今世界面临着日益严重的温室效益和能源短缺问题,利用太阳能将CO转化为有价值的化学能源,是将CO变废为宝实现其绿色资源化利用的理想途径。近年来,随着研究者的不断探索可持续发展路径,研究重点逐渐从贵金属分子催化剂向廉价金属分子催化剂转变。然而,开发一种高效的非贵金属光/电催化均相系统,将CO转化为CO以外的特定产物仍然是一个巨大的挑战。其他特定产物中,液态产物HCOOH因其具有较高的储氢能力而备受关注,但关于该产物的报道大都处在转化数较低、选择性不高的困境。基于以上问题,受到四联吡啶金属催化剂对CO还原的高效率和选择性的启发,我们采用平面四齿的2,2'-联-1,10-邻菲啰啉为配体,设计、合成并表征了一种新的钴金属配合物（Cobiphen）。随后,利用常见且高效的Ru（phen）Cl和蒽醌类有机染料Purpurin作为光敏剂,研究了Cobiphen/Ru（phen）Cl与Cobiphen/Purpurin两个催化体系光/电催化CO还原为HCOO的催化性能和反应机理。主要内容如下:1、在Cobiphen/Ru（phen）Cl构成的光催化体系中,利用1,3-二甲基-2-苯基-2,3-二氢-1氢-苯并[d]咪唑（BIH）作为牺牲剂,在CO饱和的NMP/TEA溶液（v/v,4:1）中,经过32 h光照,高效高选择性生成HCOO,其TON达到797,选择性达到99%。此外,在电化学方面,加入12 m M EtNHBF作为质子源,在-1.41 V ***/Ag Cl的电压下电解,产生了8.2μmol HCOO,法拉第效率为39%。2、将光敏剂换为有机染料Purpurin,同样以BIH为电子牺牲剂,在CO饱和的NMP/TEA溶液（v/v,3:1）中光照42 h,HCOO的TON达到677,选择性达到99%。尽管Purpurin由于还原性不及Ru（phen）Cl导致反应速率较慢,但在该光催化体系中,其不仅作为获取光能的光敏剂,还在Cobiphen形成活性中间体过程中起到还原作用。最后,通过循环伏安法（CV）、紫外-可见光谱（UV-vis）、荧光光谱、控制电位库伦测试（CPE）和核磁共振氢谱（H HMR）等多种技术手段表征,我们发现形成高效产甲酸的活性中间体是由Cobiphen经三电子还原形成的[（Co-H）biphen]。配体对该活性中间体的形成起着关键作用,因为2,2'-联-1,10-邻菲啰啉配体的还原不仅避免了金属零价氧化态的形成,同时也稳定了低价态的钴（I）中心,从而抑制了析氢反应,提高了HCOO的产率和选择性。这一基于地球丰富元素的催化体系为未来设计可持续CO还原生产甲酸的均相催化剂和催化体系提供了新的思路。

关键词：光/电催化 CO2还原甲酸/甲酸根钴氢

强化学习粒子群优化算法在投资组合优化问题中的应用研究

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强化学习粒子群优化算法在投资组合优化问题中的应用研究

作者：吴昊东莞理工学院

学位级别：硕士

在当前经济快速发展的背景下,投资成为了许多人寻求财富增长的重要途径。然而,投资固有的风险意味着错误的策略可能会导致收益减少甚至本金损失。投资组合优化是指通过构建投资组合和运用优化算法,帮助投资者确定最佳投资比例,以分散风... 详细信息

在当前经济快速发展的背景下,投资成为了许多人寻求财富增长的重要途径。然而,投资固有的风险意味着错误的策略可能会导致收益减少甚至本金损失。投资组合优化是指通过构建投资组合和运用优化算法,帮助投资者确定最佳投资比例,以分散风险并获得最大化收益。随着投资产品规模扩大,目标函数变得更加复杂,增加了优化问题的求解难度。粒子群优化(PSO)算法作为一种实现简单、易于修改的启发式算法,被广泛用于求解优化问题。但在求解复杂优化问题时,该算法存在过早收敛、陷入局部最优等问题。为应对这一挑战,本文基于强化学习提出了一种改进的粒子群优化算法,并将其应用于解决复杂的投资组合优化问题当中,有效地提高了投资组合的收益,获得最优的投资权重比例。本文的主要研究内容包括:(1)针对PSO算法在不同搜索阶段的不同性能需求,本文采用分阶段策略对算法进行改进。在搜索初期,通过改变初始化方式来增加种群的多样性,采用非线性变化的惯性权重和学习因子,平衡全局搜索与局部开发能力,引入变异操作防止算法陷入局部最优。在搜索后期,引入收缩因子,提高算法收敛速度。通过与其他4个算法在CEC2013测试集上进行测试,实验证明,改进后的算法在收敛精度上优于传统算法。(2)PSO算法的关键参数大部分是通过函数变化进行调整,但是该方法难以根据算法的实际运行情况进行自适应调整。为解决这一问题,本文采用了基于Q-learning的自适应策略。这一策略通过Q-learning算法在搜索初期自适应调整关键参数,以适应不同阶段的搜索需求。搜索后期通过引入收缩因子来增强算法的收敛能力。通过大量实验结果表明,相比其他手动调整参数的方法,本文提出的算法在收敛精度上明显高于其他算法。(3)为兼顾投资组合中风险和收益两大指标,本文基于夏普比率构建了新的投资组合优化模型。通过模拟真实的投资组合环境,运用本文提出的算法进行模型求解,最终实验结果表明,本文所提算法能够求解复杂的投资组合优化问题,并且获得较高的夏普比率。

关键词：粒子群优化算法强化学习 Q-learning 投资组合优化夏普比率

基于FS LA-SIBS技术的咖啡重金属离子高灵敏分析装置研究

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基于FS LA-SIBS技术的咖啡重金属离子高灵敏分析装置研究

作者：房威东莞理工学院

学位级别：硕士

随着食品安全问题的日益严峻,光谱分析技术因其高效性和准确性在食品检测领域得到了广泛的应用。特别是激光诱导击穿光谱技术,由于其不受样品状态和元素种类的限制、装置简易以及快速检测的优势,成为了物质分析领域的一个重要手段。飞... 详细信息

随着食品安全问题的日益严峻,光谱分析技术因其高效性和准确性在食品检测领域得到了广泛的应用。特别是激光诱导击穿光谱技术,由于其不受样品状态和元素种类的限制、装置简易以及快速检测的优势,成为了物质分析领域的一个重要手段。飞秒激光因其短脉冲高功率的特性,成为激光烧蚀的理想光源,但其单脉冲能量低,导致激发的等离子体较弱。本研究围绕此问题,探索了飞秒激光剥离-火花诱导击穿光谱（Femtosecond Laser-ablation spark-induced breakdown spectroscopy,FS LA-SIBS）技术,以实现对等离子体信号的增强,运用随机森林回归（Random Forest Regression,RFR）算法和自由定标法（Calibration-Free,CF）,对咖啡中重金属离子实现高灵敏定量分析。本论文具体内容如下:提高被激发的等离子体信号的强度,从而进一步提升分析灵敏度是该项技术主要的研究方向之一,也是定量分析的基础。首先,设计和搭建FS LA-SIBS实验装置,利用火花放电技术提升等离子体光谱信号,并开发了一套多通道光谱收集系统以提高光谱的收集效率。此外,还对激光能量、离焦量、放电电压和电容以及样品平台移动速度等参数进行了优化研究。应用FS LA-SIBS技术结合RFR算法对咖啡中元素特征谱进行快速、准确的分类识别,选择四种不同产地咖啡中元素含量差异明显的Mn和Cr进行定量预测分析。通过采用Savitzky-Golay滤波和Min-max归一化对光谱数据进行预处理,并通过袋外（out-of-bag,OOB）误差优化模型超参数n和m,从而确定了最佳模型参数。此外,比较了特征谱与全光谱的模型预测性能,结果表明特征谱段模型在预测未知样品时具有更好的性能,Mn和Cr的预测结果分别达到了R2=0.9913、RMSE=0.0554、MRE=0.2774和R2=0.9898、RMSE=0.2004、MRE=0.1688的高精度。运用FS LA-SIBS技术结合CF方法,对咖啡中的关键重金属元素K、Ca、Mn、Fe、Na及Cr进行定量分析研究。详细介绍了CF方法的实施全过程,包括数据处理、绘制Saha-Boltzmann图及定量分析三大步骤。为验证该技术的分析性能,对来自四个不同地区的咖啡样本进行了测试。通过对Al II 281.62 nm谱线进行Lorentz拟合,估算出样品的电子密度。在局部热力学平衡状态下,利用Saha-Boltzmann图计算得到等离子体的温度。该方法能够检测到低至ppm含量的微量元素,其中对主要元素K的分析误差不超过1%。

关键词：激光诱导击穿光谱火花放电随机森林自由定标法定量分析

六方相溶致液晶结构控制对纳滤膜性能的影响研究

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六方相溶致液晶结构控制对纳滤膜性能的影响研究

作者：陈和锋东莞理工学院

学位级别：硕士

人类发展正面临资源匮乏和气候变化等重大挑战。随着各行业的快速扩张,大量工业废水产生。全球变暖不仅加剧了淡水短缺问题。因此水资源再生对于经济和环境的可持续发展至关重要。在这一背景下,海水淡化和污水处理成为增加供水量的关键... 详细信息

人类发展正面临资源匮乏和气候变化等重大挑战。随着各行业的快速扩张,大量工业废水产生。全球变暖不仅加剧了淡水短缺问题。因此水资源再生对于经济和环境的可持续发展至关重要。在这一背景下,海水淡化和污水处理成为增加供水量的关键策略。其中,膜技术作为广泛应用的水处理技术,为供水提供了有力支持,其效果远超出了自然水文循环的供给能力。然而,传统膜处理技术存在诸多局限性,如热稳定性不佳、抗氧化能力弱、亲水性低以及易受污染等。随着分子结构设计技术的持续创新和分子间相互作用机理的深入研究,利用分子自组装形成的六方相溶致液晶（Hexagonal lyotropic liquid crystals,HLLC）材料逐渐崭露头角。这种材料具备灵活可控的表面化学性质、尺寸均一等特性,展现出广阔的应用前景。高度均一的纳米级柱状结构不仅赋予了其独特的传递效应,还显著增强了其离子选择性,从而为水资源的高效处理提供了可能。然而,纳米结构的保留率低和纳米孔的连续性低等固有问题仍然是制约这类新型材料发展和应用的瓶颈。为了解决这些问题,本文以反应性两亲分子(2-（Methacryloyloxy）ethyl dodecyl dimethyl ammonium bromide,AOEDAB)为研究对象,通过配置成溶致液晶,系统研究交联剂、两亲分子单体以及外电场对相结构的影响。具体地:（1）通过门舒特金反应合成单甲基丙烯酸功能化的反应性两亲分子AOEDAB。探究了交联剂双丙烯酸聚乙醇酯对溶致液晶相结构的影响。确定了在交联剂浓度为4 wt%的条件下,六方相结构保留效果最好。水渗透通量达到了0.796 Lmhbarμm,一二价盐截留率均在97.35%以上。六方相结构比层状相结构具有更好的薄膜性能;（2）通过掺杂结构相似的十二烷基三甲基溴化铵（Dodecyl trimethylammonium bromide,DTAB）分子对上述AOEDAB的溶致液晶体系进行改性。实验结果表明,掺杂少量的DTAB不仅可以增加AOEDAB溶致液晶体系的粘度以利于六方相结构保留,而且还可显著提高原有体系对交联剂的容纳量和所制备薄膜的水渗透通量和离子选择性。经过测试,水渗透通量在DTAB为3 wt%、交联剂为5 wt%条件下到达最大(1.72Lmhbarμm)、一价盐的截留率为91.7%,二价盐截留率仍保留在99.93%以上;（3）将AOEDAB、水和交联剂组成三元HLLC体系放置在900 k V/m的匀强电场下进行退火。经过小角X射线散射（Small Angle X-ray Scattering,SAXS）的表征方法确认,该体系两亲分子聚集体长轴垂直于电场方向有序排列,提高了纳米孔的连续性。水渗透通量提高了1.82倍(从0.58 Lmhbarμm提升至1.05 Lmhbarμm)。

关键词：六方相溶致液晶结构保留纳滤膜相结构控制

基于DIC技术的介观尺度热应变测量装置设计与研究

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基于DIC技术的介观尺度热应变测量装置设计与研究

作者：何武定东莞理工学院

学位级别：硕士

随着科技的发展,微机电系统(MEMS)、微细加工技术、集成电路组装以及精密测量等领域应用日益广泛,材料和器件的研究方向朝着微型化发展,然而材料在温度变化过程中容易发生形变,进而显著影响其力学性能和可靠性。针对介观尺度下微小复杂... 详细信息

随着科技的发展,微机电系统(MEMS)、微细加工技术、集成电路组装以及精密测量等领域应用日益广泛,材料和器件的研究方向朝着微型化发展,然而材料在温度变化过程中容易发生形变,进而显著影响其力学性能和可靠性。针对介观尺度下微小复杂材料的表面形貌、关键位置热应变等测试需求,现有的接触式测量方法难以满足对毫米级材料进行无损的力学性能测试。本文采用非接触式光学测量方法中的数字图像相关方法(DIC)研制一套搭配体视显微镜的介观尺度热应变测量装置,旨在提高体视显微DIC技术的测量精度,以满足对介观尺度材料热应变测量需求。本文首先开展紧凑型、可微调聚焦的体视显微DIC光路调节装置设计,其目的是优化体视显微镜的成像光路,通过设计新型的可调节折返式光路能有效避免光路冗长,减少因内部光路引起的振动,确保左右成像聚焦一致,并实现最佳的图像重叠。同时对于体视显微镜的复杂畸变,依据双目视觉成像的基本原理,设计显微图像标定装置,并提出混合立体系统标定方法以校正图像畸变。进行三维显微DIC图像标定实验以验证装置的图像标定精度,实验表明在0.8倍以及2倍下经过迭代优化后的图像三维重建精度能够提高15%-21%。在利用显微图像标定获取相机内外参数的基础上进行刚体平移实验,进一步研究光路调节装置校准图像对测量精度的影响,实验表明在0.8倍以及2倍下对图像校准后位移场的测量精度能够提高10%-22%。其次通过搭建的DIC介观尺度热应变测量装置进行多种材料热膨胀系数的测量,并进一步研究软件不同分析参数对热应变测量精度的影响,通过对比热膨胀仪所测得热膨胀系数以及标准值进行精度分析,验算装置在0.8倍以及2倍下所测得的热膨胀系数相对误差在8%以内,研究表明该装置测量材料热应变具有较高精度。最后将DIC介观尺度热应变测量装置应用于先进精密无热化结构研究,针对可调控热膨胀钛合金焊接接头小尺度焊缝区域在一定温度下的热膨胀行为进行表征,揭示其在温度变化下不同微区的热应变情况。本文满足介观尺度热应变的测量需求,在微小结构件的力学性能分析领域有广泛应用前景,为更好地解决对毫米级材料进行力学性能测试提供有利的解决方案、理论设计方法及实验依据。

关键词：数字图像相关方法介观尺度热应变测量精度焊接接头