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大口径光学元件表面洁净度检测分析系统研制

蒋勇  
【摘要】: 光学元件表面洁净度对激光器的负载能力有着重要的影响。目前对光学元件表面洁净度的检测,多采用的是人眼观察的方法,导致人为干扰因素过多、操作复杂、精度低,而利用图像检测分析的方法最大优点是精确,快速,可靠,以及数字化,因此本文采用图像检测分析技术,研制一套针对光学元件表面洁净度的检测分析系统。 本文首先论述了表面洁净度的背景知识,表面洁净度的检测标准和国内外一些洁净度的检测方法,对比了国内外的一些洁净度的检测方法。并提出了课题的研究方向和任务,即研制一种应用于光学元件表面洁净度检测的系统。该系统利用DALSA公司的线阵CCD摄像机和图像采集卡,锡明公司的卤素灯光源,自行设计的机械运动扫描装置,图像处理计算机等组成系统硬件部分。采用比例法对系统进行标定,标定精度达到实际测量要求。 系统具有的主要功能为图像采集与处理,图像分割,图像测量与分析。通过图像处理与分割,自动判别、提取原图像中感兴趣目标的信息,例如面积、周长等,通过对图像的形态处理,可以半自动的测量图像中点的位置、线段长度、面积大小,并做出标记;通过边缘检测,可以自动检测出边缘之间的距离等,同时具有小型图像处理软件通用的功能,如图像相加、减,形态处理,图像分割等。 文章最后对系统用到的关键性技术进行了论述,包括利用ANSYS Workbench软件对机械运动扫描装置的强度与变形情况分析校核;利用Matlab与VC混合程序技术,实现图像处理与图像分析功能;利用数学形态学对污染物特征描述。


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