留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于激光散斑的应力传感系统

贺锋涛 曹金凤 王晓琳 朱玉晗 左波 王静

贺锋涛, 曹金凤, 王晓琳, 朱玉晗, 左波, 王静. 基于激光散斑的应力传感系统[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3729-3733.
引用本文: 贺锋涛, 曹金凤, 王晓琳, 朱玉晗, 左波, 王静. 基于激光散斑的应力传感系统[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(12): 3729-3733.
He Fengtao, Cao Jinfeng, Wang Xiaolin, Zhu Yuhan, Zuo Bo, Wang Jing. Stress sensing system based on laser speckle[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3729-3733.
Citation: He Fengtao, Cao Jinfeng, Wang Xiaolin, Zhu Yuhan, Zuo Bo, Wang Jing. Stress sensing system based on laser speckle[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(12): 3729-3733.

基于激光散斑的应力传感系统

基金项目: 

国家自然科学基金(61201193)

详细信息
    作者简介:

    贺锋涛(1974-),男,副教授,博士,主要从事光电传感信息处理技术、信息高密度光存储等方面的研究。Email:hefengtao@xupt.edu.cn

    通讯作者: 曹金凤(1989-),女,硕士生,主要从事激光成像方面的研究。Email:xucjf2008@126.com
  • 中图分类号: TN249

Stress sensing system based on laser speckle

  • 摘要: 激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点,可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量,已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源,利用音圈电机振动多模光纤,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像,通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理,计算散斑对比度,拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明:散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化,通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者,实现了防盗功能。
  • [1] Maycock J, Hennelly B M, McDonald J B, et al. Reduction of speckle in digital holography by discrete fourier filtering[J]. Journal of the Optical Society of America A-optics Image Science and Vision, 2007, 24(6): 1617-1622.
    [2]
    [3]
    [4] Zhou Wang, Bovik A C. A universal image quality index[J]. IEEE Trans Acoust, Speech, Signal Processing Letters, 2002, 9(3): 81-84.
    [5]
    [6] Li Li, Gao Zhiyun, Wang Xia, et al. The resolution simulating measurement setup for range-gated imaging system[J]. Acta Photonica Sinica, 2005, 34(2): 165-168. (in Chinese) 李丽, 高志允, 王霞, 等. 距离选通成像系统分辨率模拟测试装置[J]. 光子学报, 2005, 34(2): 165-168.
    [7]
    [8] Jia Qiongyao, He Fengtao. Research for the problem of speckle homogenization in laser projectiondisplay[J]. Laser Technology, 2013, 37(3): 400-405. (in Chinese) 贾琼瑶, 贺锋涛. 激光投影显示中散斑均化问题的研究[J]. 激光技术, 2013, 37(3): 400-405.
    [9] Li Xia, Liu Weiqi, Tian Zhihui, et al. Speckle contrast reduction in laser display[J]. Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays, 2008, 23(2): 153-154. (in Chinese) 李霞, 刘伟奇, 田志辉, 等. 激光显示中散斑对比度的降低[J]. 液晶与显示, 2008, 23(2): 153-156.
    [10]
    [11]
    [12] Yu Guang, Wang Shuguo, Yu Junhua. Technology of digital speckle pattern interferometry and its applications[J]. Laser Technology, 2002, 26(3): 237-240. (in Chinese) 于光, 王树国, 于俊华. 数字散斑干涉技术及应用[J]. 激光技术, 2002, 26(3): 237-240.
    [13] Zhang Yupeng, Wang Kaifu. Application of labview and MATLAB in ESPI image processing[J]. Laser Technology, 2009, 33(6): 582-585. (in Chinese) 张羽鹏, 王开福. LabVIEW和MATLAB在电子散斑干涉图像处理中的应用[J]. 激光技术, 2009, 33(6): 582-585.
    [14]
    [15]
    [16] Wu Mei. Design and analyze of optical fiber microbend displacement sensor[D]. Tianjin: Tianjin University, 2011. (in Chinese) 吴媚. 光纤微弯位移传感器的设计和分析[D]. 天津: 天津大学, 2011.
    [17] Hou Junfang, Pei Li, Li Zhuoxuan, et al. Development and application of optical fiber sensing technology[J]. Electro-optic Technology Application, 2012, 27(1): 49-53. (in Chinese) 侯俊芳, 裴丽, 李卓轩, 等. 光纤传感技术的研究进展及应用[J]. 光电技术应用, 2012, 27(1): 49-53.
    [18]
    [19] Le T M, Paul J S, H Al-Nashash, et al. New insights into image processing of cortical blood flow monitors using laser speckle imaging[J]. IEEE Transactions on Medical Imaging, 2007, 26(6): 833-842.
    [20]
    [21] Yang Yi, Ding Quanxin, Zhang Chunfeng. New advance in airborne laser imaging technique[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(4): 620-625. (in Chinese) 羊毅, 丁全心, 张春风. 机载激光成像技术新进展[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(4): 620-625.
    [22]
    [23]
    [24] Wang Lijuan, Qiu Yishen, Chen Huaixi, et al. Analysis of speckle reduction by the vibrating fiber[J]. Acta Photonica Sinica, 2011, 40(8): 1211-1214. (in Chinese) 王丽娟, 邱怡申, 陈怀熹, 等. 利用振动光纤减弱激光散斑的研究[J]. 光子学报, 2011, 40(8): 1211-1214.
    [25]
    [26] Zhang Dongling, He Fengtao, Feng Xiaoqiang, et al. High-resolution optical micro-survey system with blue illuminating scurce[J]. Applied Optics, 2005, 26(3): 57-59. (in Chinese) 张东玲, 贺锋涛, 冯晓强, 等. 高分辨率蓝光光学显微测量系统[J]. 应用光学, 2005, 26(3): 57-59.
    [27] Ren Shuyan, Zhang Zhuo, Liu Guodong, et al. Restraining speckle of laser imaging system in accurate measurement [J]. Optics and Precision Engineering, 2007, 15(3): 331-336. (in Chinese) 任淑艳, 张琢, 刘国栋,等. 精密测量中激光成像系统散斑的抑制因素[J]. 光学 精密工程, 2007, 15(3): 331-336.
  • [1] 王伟, 蔡勋明, 赵鑫, 马文斌.  单次照射散斑高质量快速成像 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230345-1-20230345-11. doi: 10.3788/IRLA20230345
    [2] 吴鹏飞, 邓植中, 雷思琛, 谭振坤, 王姣.  基于激光散斑图像多特征参数的表面粗糙度建模研究 . 红外与激光工程, 2023, 52(12): 20230348-1-20230348-11. doi: 10.3788/IRLA20230348
    [3] 刘禹彤, 李妍, 金璐, 汤化旭, 王舜, 吴雨聪, 冯悦姝.  基于深度学习的多分辨显微关联成像系统设计 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220461-1-20220461-8. doi: 10.3788/IRLA20220461
    [4] 范珍珍.  面向敏感环境的反射式光纤传感防盗系统设计 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20220068-1-20220068-6. doi: 10.3788/IRLA20220068
    [5] 席特立, 王毓植, 刘若玉, 赵梦泽, 樊增增, 梁文海, 孙杨帆, 刘金鹏, 相萌, 刘飞, 邵晓鹏.  基于散斑相关的宽视场成像技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(8): 20220322-1-20220322-20. doi: 10.3788/IRLA20220322
    [6] 王嘉琦, 许良, 常亮.  利用变形镜抑制光纤模态噪声 . 红外与激光工程, 2022, 51(10): 20210763-1-20210763-7. doi: 10.3788/IRLA20210763
    [7] 钟锦鑫, 尹维, 冯世杰, 陈钱, 左超.  基于深度学习的散斑投影轮廓术 . 红外与激光工程, 2020, 49(6): 20200011-1-20200011-11. doi: 10.3788/IRLA20200011
    [8] 蒋磊, 刘恒彪, 李同保.  超辐射发光二极管的散斑自相关法表面粗糙度测量研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(7): 717003-0717003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0717003
    [9] 刘中辉, 陈纯毅, 姚海峰, 潘石, 向磊, 娄岩, 倪小龙.  基于大气湍流传输激光散斑的真随机数提取研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1205005-1205005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1205005
    [10] 张佳琳, 陈钱, 张翔宇, 孙佳嵩, 左超.  无透镜片上显微成像技术:理论、发展与应用 . 红外与激光工程, 2019, 48(6): 603009-0603009(33). doi: 10.3788/IRLA201948.0603009
    [11] 张家民, 时东锋, 黄见, 吕申龙, 王英俭.  前向调制散斑偏振关联成像技术研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(10): 1041001-1041001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1041001
    [12] 时东锋, 黄见, 苑克娥, 王英俭, 谢晨波, 刘东, 朱文越.  空间编码复用散斑多信息融合关联成像(特邀) . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 502001-0502001(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0502001
    [13] 徐美芳, 丁俊文, 王冠军, 张秀丽, 赵英亮.  角度多样性激光散斑抑制方法的比较 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806004-0806004(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0806004
    [14] 杨虹, 黄远辉, 苗少峰, 宫睿, 邵晓鹏, 毕祥丽.  频率域光声成像系统的研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 424001-0424001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0424001
    [15] 余少伟, 裴丽, 温晓东, 刘超, 李超.  基于环行腔光纤激光器的应力传感器 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 222004-0222004(4). doi: 10.3788/IRLA201645.0222004
    [16] 贺锋涛, 张敏, 白可, 孙力.  基于激光散斑和Henon映射的图像加密方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 428003-0428003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0428003
    [17] 孟祥翔, 刘伟奇, 魏忠伦, 康玉思, 张大亮.  激光投影显示中新型散射体的散斑抑制 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 503-507.
    [18] 沈磊, 李顶根, 褚俊, 朱鸿茂.  激光三角法位移测量中数字散斑相关法的研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 288-293.
    [19] 闻东海, 江月松, 华厚强, 余荣, 张彦仲.  激光雷达主动偏振图像散斑抑制算法 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1130-1134.
    [20] 王志臣, 王斌, 梁晶, 孙继明.  相位差异散斑成像技术验证实验 . 红外与激光工程, 2013, 42(12): 3428-3432.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  338
  • HTML全文浏览量:  63
  • PDF下载量:  160
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2015-04-07
  • 修回日期:  2015-05-08
  • 刊出日期:  2015-12-25

基于激光散斑的应力传感系统

    作者简介:

    贺锋涛(1974-),男,副教授,博士,主要从事光电传感信息处理技术、信息高密度光存储等方面的研究。Email:hefengtao@xupt.edu.cn

    通讯作者: 曹金凤(1989-),女,硕士生,主要从事激光成像方面的研究。Email:xucjf2008@126.com
基金项目:

国家自然科学基金(61201193)

  • 中图分类号: TN249

摘要: 激光散斑传感技术具有结构简单、灵敏度高等特点,可以实现对应力、振动、距离、速度、流速等物理量的传感测量,已成为光学传感领域中的研究热点之一。设计了一套基于激光散斑的应力传感系统。该系统使用波长为405 nm激光作为光源,利用音圈电机振动多模光纤,同时采用CCD图像传感采集系统对抛光玻璃表面进行显微成像,通过MATLAB软件对采集到的散斑图像进行分析处理,计算散斑对比度,拟合散斑对比度随时间变化的曲线。结果表明:散斑图像对比度的变化反应了多模光纤应力的变化,通过多模光纤应力变化可以判断是否有入侵者,实现了防盗功能。

English Abstract

参考文献 (27)

目录

    /

    返回文章
    返回