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5米光学02星高分辨率高灵敏度大幅宽热红外相机设计与实现

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遥感学报 2024年第3期28卷 601-609页

作者：童卫明李昊谦聂云松马军闫秀荣邢辉高长春王保华孙启扬蔡帅郝中洋李岩北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

2021年12月26日,5米光学02星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的主要载荷之一热红外相机采用8192元长线阵长波红外探测器推扫成像,可以获取星下点地面像元分辨率优于16 m、噪声等效温差小于0.1 K@300 K、幅宽大于115 km的7.7—10.5... 详细信息

2021年12月26日,5米光学02星在太原卫星发射中心成功发射,星上装载的主要载荷之一热红外相机采用8192元长线阵长波红外探测器推扫成像,可以获取星下点地面像元分辨率优于16 m、噪声等效温差小于0.1 K@300 K、幅宽大于115 km的7.7—10.5μm谱段热红外影像。相比国内外在轨热红外遥感相机,该相机同时实现高分辨率、高灵敏度和大幅宽观测,能够实现空间和温度的高效率精细化探测,具有明显优势。文章介绍了该相机的组成、工作原理、相机关键技术及实现情况,给出地面测试与试验结果,并简要介绍在轨测试和应用情况。相机目前在轨稳定运行,性能优异,已获取大量高分辨率热红外影像,可为后续同类载荷研制提供参考。

关键词：遥感热红外相机推扫红外探测器 5米光学02星

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长条镜柔性支撑及点阵结构设计方法

光学学报 2024年第2期44卷 272-281页

作者：刘朋朋吴俊常君磊庞寿成邹宝成张祝伟北京空间机电研究所先进光学遥感技术北京市重点实验室北京100094

离轴三反光学系统多采用长条形反射镜,为尽可能提高反射镜面形精度,其支撑结构形式多为柔性支撑;为了在保证结构力学性能的基础上满足轻量化的需求,支撑亦多采用壳体点阵结构。本文基于尺寸优化技术,建立了长条形反射镜的参数化有限元... 详细信息

离轴三反光学系统多采用长条形反射镜,为尽可能提高反射镜面形精度,其支撑结构形式多为柔性支撑;为了在保证结构力学性能的基础上满足轻量化的需求,支撑亦多采用壳体点阵结构。本文基于尺寸优化技术,建立了长条形反射镜的参数化有限元模型以及双轴圆弧切口柔性铰链支撑的多参数优化模型,分别应用可行方向法及自适应响应面优化算法得到了质量约束下刚度最优的反射镜面板、筋板厚度参数以及刚度约束下镜面面形最优的柔铰支撑几何尺寸参数,并应用参数试验方法对该柔性支撑安装角度及安装轴向位置进行了独立变量的影响分析。对于背板的设计,本文提出了一种基于点云三维重建的点阵结构设计仿真优化方法,采用贪婪三角化投影算法对点阵结构包络生成的点云进行网格重构,保证了点阵结构模型的连续性与真实性。经过仿真验证,优化参数下重力、温度、强迫位移各工况下反射镜综合面形误差(0.018λ)和装调方向重力下刚体位移(0.007 mm)均达到最优。表明基于点云三维重建的点阵结构设计仿真优化方法合理可行,可推广应用于类似结构形式的反射镜支撑。

关键词：长条形反射镜柔性支撑点阵结构点云优化算法

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激光层裂法检测粘接结构界面结合强度的研究

激光技术 2024年

作者：吴合槟朱帅光廖永红谭善源柯金龙林超辉张永康广东工业大学机电工程学院广东省海洋能源装备先进制造技术重点实验室广州机械科学研究院有限公司

为了解决常规无损检测技术无法检测出“吻接”和“弱粘接”问题，选取自主设计的可变脉宽Nd:YAG激光器，采取三种表面处理方法和两种粘接剂制备了粘接强度为4.68MPa、17.69MPa、21.35MPa和不同粘接剂的粘接结构，采用相同的激光参数对... 详细信息

为了解决常规无损检测技术无法检测出“吻接”和“弱粘接”问题，选取自主设计的可变脉宽Nd:YAG激光器，采取三种表面处理方法和两种粘接剂制备了粘接强度为4.68MPa、17.69MPa、21.35MPa和不同粘接剂的粘接结构，采用相同的激光参数对样品进行激光冲击实验验证。结果表明：当激光脉宽为30ns、光斑直径为4mm，激光能量为8J时，抗拉强度为37MPa的3M DP460粘接件未发生层裂，抗拉强度为15 MPa的3M DP810粘接件发生层裂损伤；随着激光能量的增大，4.68MPa粘接结构的界面脱粘面积由12.5mm2增大至50mm2，而21.35MPa的粘接结构没有发现明显损伤。因此，当选定合适的激光参数时，激光层裂法可以作为无损检测方法有效检测出粘接界面“弱粘接”或“吻接”。此研究为激光层裂法在粘接结构界面结合强度检测领域的应用提供参考。

关键词：激光技术激光层裂粘接结构结合强度无损检测

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同步感应线圈发射器弹载存储测试技术研究

电工技术学报 2024年第2期39卷 325-332页

作者：石敬斌关晓存管少华吴宝奇海军工程大学舰船综合电力技术国防科技重点实验室武汉430033

该文提出多级同步感应线圈发射器弹载存储动态测试技术。首先,基于电磁场理论定量分析了同步感应线圈发射器发射过程中存在的强脉冲和高过载环境;其次,设计具有抗电磁干扰且抗高过载能力的弹载存储测试装置,并分析了装置的屏蔽效能和承... 详细信息

该文提出多级同步感应线圈发射器弹载存储动态测试技术。首先,基于电磁场理论定量分析了同步感应线圈发射器发射过程中存在的强脉冲和高过载环境;其次,设计具有抗电磁干扰且抗高过载能力的弹载存储测试装置,并分析了装置的屏蔽效能和承载能力;最后,研制带弹载存储测试装置的测试弹,并开展了30级同步感应线圈发射器动态发射试验,得到同步感应线圈发射器动态过程中磁感应强度数据和加速度数据,与仿真数据吻合,且误差可控制在4.7%,同时揭示了发射始末测试弹存在“规律碰撞”效应和“周期章动”现象。

关键词：同步感应线圈发射器弹载存储测试磁感应强度屏蔽效能

金属网格-透明导电氧化物复合型透明电极的瑞利分析和仿真

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物理学报 2024年第14期73卷 201-213页

作者：丁怡洋邹帅孙华苏晓东苏州大学物理科学与技术学院江苏省薄膜材料重点实验室苏州215006 江苏省先进负碳技术重点实验室苏州215123

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的... 详细信息

以氧化铟锡(indium tin oxide,ITO)为代表的透明导电氧化物(transparent conducting oxide,TCO)在当前光电器件中的重要性日益增长.通过在TCO中引入金属网格构成复合电极,可以在保持良好透明性的前提下有效提升电学性能,同时降低对铟的需求量,并为可穿戴设备所需的柔性电极提供可能方案.对此类电极的电学性能分析,如复合电极方阻随金属网格结构参数的变化,可为电极设计与制备提供基本的出发点,但相关理论尚十分缺乏.本文针对典型的方孔方格型金属网格-TCO复合电极,分别展开基于瑞利模型和基于有限元仿真的电学性能分析.结果表明,孔型近似导致的金属通道显著畸变是复合电极的电学计算中瑞利模型在中高开口率下失效的主要原因.据此,我们采用格型修正,通过提升瑞利模型中的原胞外边界对称性来改善金属通道的畸变.与电极仿真的对比表明,修正后瑞利模型的适用范围明显扩大,其结果可与实验数据很好地拟合,为此类复合透明电极的电学数据分析与结构设计提供了简洁高效的理论工具.

关键词：透明导电体金属网格电极复合介质有限元仿真

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电磁式线-角振动激振器气隙磁场特性分析

计量学报 2024年第6期45卷 857-863页

作者：俞金辉唐波陈伟杨建根何闻中国计量大学计量测试工程学院浙江杭州310018 宁波水表(集团)股份有限公司浙江宁波315033 浙江大学浙江省先进制造技术重点实验室浙江杭州310027

针对传统单轴激振器无法复现线-角空间耦合运动的问题,提出了一种可实现复合振动的电磁式线-角振动激振器磁路结构,并对其气隙磁场特性进行分析。首先构建了激振器的磁路和线圈结构,基于等效电流法,建立了气隙磁场的解析模型,与有限元... 详细信息

针对传统单轴激振器无法复现线-角空间耦合运动的问题,提出了一种可实现复合振动的电磁式线-角振动激振器磁路结构,并对其气隙磁场特性进行分析。首先构建了激振器的磁路和线圈结构,基于等效电流法,建立了气隙磁场的解析模型,与有限元分析结果的最大相对误差为1.25%,验证了解析模型的正确性;接着研究了各磁路参数对气隙磁场分布特性的影响规律,以及线圈电流产生的磁场与原磁场的耦合效应,并分析了线圈在运动过程中的受力情况;最后研制了激振器磁路拓扑结构样机,分别对线、角振动气隙磁场进行了实验测量,测得结果与有限元计算结果的最大相对误差小于5%,进一步验证了所提出磁路结构的有效性。

关键词：振动计量激振器等效电流法线-角振动气隙磁场电磁耦合

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基于匝道合流数据的自动驾驶汽车安全性测试评价方法

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重庆交通大学学报（自然科学版） 2024年第2期43卷 84-91页

作者：李文礼李超李中峰易帆李安重庆理工大学汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 重庆长安汽车股份有限公司重庆400020

针对自动驾驶汽车测试场景不明确、评价模型主观性强等问题,研究了高速匝道汇入场景下的典型测试场景提取方法和自动驾驶汽车匝道汇入安全性客观评价方法。深入分析了匝道汇入功能场景下的逻辑场景要素,对自然驾驶数据中的自车速度、车... 详细信息

针对自动驾驶汽车测试场景不明确、评价模型主观性强等问题,研究了高速匝道汇入场景下的典型测试场景提取方法和自动驾驶汽车匝道汇入安全性客观评价方法。深入分析了匝道汇入功能场景下的逻辑场景要素,对自然驾驶数据中的自车速度、车间距离、前车车速等逻辑场景要素进行聚类,得到两类典型的匝道汇入测试场景用于自动驾驶汽车的仿真测试。构建多层次自动驾驶汽车评价体系,引入基于自然驾驶数据的核密度估计模型来获取指标最优阈值,建立以最优阈值为参考序列、以层次分析法(AHP)和客观赋权法(CRITIC)为权重输入的灰色关联理评价模型,对自动驾驶汽车在汇入过程中的安全性进行客观评价。评价结果表明:基于核密度估计的灰色关联理论模型评价结果与主观模糊综合分析模型的评价结果相似率达98.01%,验证了客观模型的有效性。

关键词：车辆工程测试评价客观评价模型聚类分析核密度估计

基于零声子线泵浦的高效率Yb∶YAG薄片激光器

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光子学报 2024年第2期53卷 171-179页

作者：高瑜博徐思志陈业旺刘敏秋欧阳德钦吴旭陈俊展赵俊清郭春雨刘星吕启涛阮双琛深圳技术大学中德智能制造学院先进光学精密制造技术广东普通高校重点实验室深圳518118 深圳大学物理与光电工程学院深圳市激光工程重点实验室深圳518060 大族激光科技产业集团股份有限公司深圳518103

高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长,提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题,利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体... 详细信息

高功率激光器在工业应用领域的需求不断增长,提高光-光转化效率是降低其生产制造成本的关键途径。针对提高激光器光-光转化效率所面临的增益介质的热负荷问题,利用锁定波长的969 nm“零声子线”泵浦、自主研制的高性能Yb∶YAG薄片晶体和48冲程泵浦系统等,搭建了高效的连续Yb∶YAG薄片激光器系统,实现了最高输出功率373 W,光-光转化效率可达73.37%。其优异性能为后续开展千瓦级超快Yb∶YAG薄片激光器研究奠定了基础。

关键词：薄片激光器多冲程泵浦 Yb∶YAG 高效率

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整体叶轮圆角立铣刀五轴U摆线剥铣轨迹规划

机械工程学报 2024年第7期60卷 212-223页

作者：李佳男魏兆成冯景洋王学勤大连理工大学高性能精密制造全国重点实验室大连116024

摆线剥铣工艺具有加工效率高、切削力小、刀具耐用度高的优点,然而由于缺乏五轴剥铣加工的轨迹规划方法,导致高效剥铣技术难以应用于整体叶轮加工。针对该问题提出一种整体叶轮圆角立铣刀五轴U摆线剥铣的轨迹规划方法。安排系列切削力实... 详细信息

摆线剥铣工艺具有加工效率高、切削力小、刀具耐用度高的优点,然而由于缺乏五轴剥铣加工的轨迹规划方法,导致高效剥铣技术难以应用于整体叶轮加工。针对该问题提出一种整体叶轮圆角立铣刀五轴U摆线剥铣的轨迹规划方法。安排系列切削力实验,验证圆角立铣刀U摆线剥铣相较于现有球头立铣刀U摆线剥铣的加工优势。在此基础上建立叶轮模型降维映射关系,将三维叶根曲线映射到二维平面上,作为边界规划降维刀触点,基于刀触点与流道两侧叶片的比例关系计算刀轴矢量和刀位点,实现圆角立铣刀五轴U摆线剥铣轨迹初步规划。计算叶根过渡面上点到刀具特征面的距离,建立圆角立铣刀与叶根过渡面的干涉判据模型。使用投影法将干涉的叶根过渡面点集向刀轴矢量投影,计算刀具的最大轴向干涉量,从而优化刀位点排除叶根过渡面干涉。最后应用叶轮加工仿真验证五轴U摆线轨迹方法的有效性,结果表明五轴U摆线轨迹能够顺利实现整体叶轮圆角立铣刀剥铣加工,加工过程中无过切干涉,残留材料均匀,可为叶轮后续加工提供良好的基础。

关键词：摆线加工剥铣刀具轨迹叶根干涉

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