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跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
华中科技大学
2023-05-12
跨尺度微纳表面结构高精度测量关键技术及系统
本成果创新性发明了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构高精度测量技术及系统。
本项目依托华中科技大学仪器学科在表面形貌与结构精密测量领域的传统特色优势和长期积累的科研基础，在国家重大科学仪器设备开发专项、国家自然科学基金仪器研制专项、国家863重点项目课题、国家自然科学基金面上项目等支持下，针对相关制造领域微米尺度、纳米尺度、跨尺度微纳表面结构精密测量问题开展了系列研究。本成果技术主要包括以下方面：
1）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，共光路融合白光显微干涉与原子力探针传感，突破跨尺度微纳传感瓶颈，解决大动态范围微纳结构测量难题，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量；
2）提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度测量的可溯源标定和坐标统一方法，突破了白光干涉与原子力探针跨尺度微纳传感的坐标统一瓶颈和漂移难题，实现了微纳表面结构跨尺度测量的可溯源和稳定高精度；
3）提出了白光干涉质量评价模型和三维图像噪声区域辨识与重建方法，及二维扫描工作台平面度误差阿贝补偿与二维运动同步计量方法，解决噪声问题与宏微驱动二维工作台运动误差对测量精度的影响问题，为跨尺度微纳表面结构高精度测量提供支撑。
图1 微纳结构多模式跨尺度测量仪器实物图
图2 白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理示意图
【技术优势】
本成果项目研制了具有我国自主知识产权的白光干涉原子力探针扫描测量仪等系列微纳表面结构测量仪器，并通过了国家计量院组织的仪器性能和软件的检定测试，纳米尺度原子力垂直测量范围超出国际商用仪器10倍以上，水平动态范围达国际领先水平。
【技术指标】
本成果项目提出了白光干涉原子力探针扫描跨尺度微纳表面结构测量原理和方法，建立跨尺度传感方法，实现nm-μm-mm跨尺度微纳表面结构高效测量。同时，发明的白光干涉原子力探针扫描测量方法与现有商用原子力显微镜相比，垂直测量范围提高10倍，分辨率优于0.01nm。
华中科技大学
2023-05-15
一种用于可调桨叶片的激光测量装置、系统及方法
本发明公开了一种可调桨叶片激光测量装置，包括底座、旋转台、激光位移传感器、横向移动机构和纵向移动机构；底座，用于支撑测量装置其它部件；旋转台，安装于底座上，用于放置和旋转待测可调桨叶片；横向移动机构，用于在水平方向上调节激光位移传感器相对可调桨叶片上测点的位置；纵向移动机构，用于在竖直方向上调节激光位移传感器相对可调桨叶片上测点的位置；激光位移传感器，用于采集可调桨叶片上测点与激光位移传感器之间的距离。本发明提供了一种可调桨叶片激光测量系统及方法。本发明采用激光三角测量原理获取测点的空间坐标，实现可
华中科技大学
2021-04-14
一种 N2 分子振转 Raman 谱的测量系统
本发明公开了一种 N2 分子振转 Raman 谱的测量系统。该系统由发射单元和光学接收与信号检测单 元组成。发射单元采用种子注入的固体激光器输出极窄线宽的 354.8 nm 紫外激光照射大气分子；光学接 收与信号检测单元收集由 N2 分子产生的振转 Raman 谱信号，采用双光栅色散系统将 384.9-388.6 nm 范 围光以 8.3 mm nm-1 的线色散率在空间上色散开来，采用 32 通道的线阵探测器分辨并记录 N2 分子振转 Ram
武汉大学
2021-04-14
一种基于四元数理论的立体视觉测量系统
本发明提出了一种基于四元数理论的立体视觉测量系统，包括：输入层1、输入层2、计算模块和输出层，在输入层1中，获得实时视频流；在输入层2中，使用图像语义分割技术分离背景，评估视场内各个物体的清晰程度，选择其中清晰度最高的物体作为显现目标，输入到计算模块；在计算模块中，采用了五种具体技术对低频微振动进行滤除、提取自身时变姿态和基于四元数理论进行相邻帧之间的平滑处理，能够有效地提升动态视觉测量与检测的输出鲁棒性与准确性，优化视频流；最后，输出层将画面连接在人机交互显示屏，显示优化后的测量数据与重建视频流信息，不仅在视觉质量上得到提升，还能在动态物体跟踪、姿态估计等应用中提供更准确的实时反馈。
南京工业大学
2021-01-12
基于铣削温度预测残余拉应力发生及相应优化控制方法
本发明公开了一种基于铣削温度预测铣削加工过程中残余拉应力发生的方法，该方法包括：将被加工工件表面热源分布简化设定为梯形分布模型，并根据该模型确定被加工工件在铣削加工过程中的表面及亚表面温度 TM；建立被加工工件铣削过程中的温度与残余拉应力之间的映射关系，并计算得出当残余拉应力发生时工件的表面及亚表面临界温度 TC；根据所获得的 TM 和 TC 值之间的比较，来预测铣削过程中是否会发生残余拉应力。本发明还提供了相应的基于铣削温度对铣削加工过程中残余拉应力的方法。通过本发明，能够通过对残余拉应力的多个影响因素进行简化，并有效执行对残余拉应力的预测和控制，相应实现零件的高效低损伤加工。
华中科技大学
2021-04-11
一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺
本发明涉及一种抗应力松弛的高强度螺栓制造工艺，属于民用技术领域。对传统的高强度螺栓制造工艺进行了优化和创新，通过组织强化和形变强化的复合强化作用，达到了提高和稳定螺栓强度，提高抗应力松弛性能的目的。本发明的有益效果是适应了机械行业，特别是汽车工业的发展，解决了长螺栓在淬火处理中变形的问题，以及进一步提高实际使用过程的抗松弛能力，并可进一步提高螺栓的强度级别到1300MPa级以上。
南京工程学院
2021-04-13
压力容器压力管道实验应力分析及声发射检测技术
1. 项目概述TDS-303静态应变测量数据采集仪、DRA-107A数字动态应变仪均由日本欧美大地仪器公司制造，其测量范围为 ±640000µε，测量精度为±0.05%。可用于压力容器、压力管道及结构的静态、动态应变测量。操作简便，测量精度高，用途广泛。SDAES 30通道数字化声发射检测系统采集声发射数字及波形信号，应用人工神经网络对所采信号进行模式识别，对应不同的模式分别输出相应的指示，并输出TTL信号以驱动控制操作。压力容器压力管道静态应变测试及实验应力分析。压力容器压力管道动态应变测试及实验应力分析。压力容器压力管道缺陷动态声发射检测及寿命预测。2. 技术水平：分析手段齐全，仪器设备国内领先。
南京工业大学
2021-04-13
一种应力、截面形状可测的球囊扩张导管
本实用新型涉及一种应力、截面形状可测的球囊扩张导管，主要包括球囊、外导管、内导管和Y形导管座，所述内导管内设置有标有刻度的导线、其一端与设置于Y形导管座一侧的导管连接器相连接；所述外导管连接在Y形导管座上、其另一端连接球囊；所述Y形导管座设置有用于内导管置放的导丝腔体和用于造影剂注入的充盈腔体；所述球囊有三层，中间层为尼龙网，内外层均为医用乳胶，在球囊的内表面贴有应力传感装置，应力传感装置通过固定于内导管上的导线输出信号。本实用新型球囊扩张导管应力、截面形状可测，在经导管主动脉置换术中，通过球囊的扩张过程对患者主动脉根部置入球囊的受力情况、变形情况进行评估，可为下一步人工瓣膜的置入提供指导。
浙江大学
2021-04-13
一种应力约束下多相材料柔性机构拓扑优化方法
本发明属于结构优化设计相关技术领域，其公开了一种应力约 束下多相材料柔性机构拓扑优化方法，用于优化多相材料柔性机构的 结构，其包括以下步骤:(1)构建多相材料水平集拓扑描述模型，描述 结构多相材料分布;(2)构建刚度插值模型和可分离应力插值模型，分 别计算多相材料结构弹性刚度和应力;(3)构建基于加权法和应力惩罚 的多相材料柔性机构参数化水平集拓扑优化模型，同时优化柔性机构 的输出位移和柔度，并控制多相材料结构局部应力。上述方法应用于 应力约束下多相材料柔性机构拓扑优化设计，优化后获得的多相材料 柔
华中科技大学
2021-04-14