多方向OCT装置辅助调节控制技术研究
毕业论文关键字： 光学计算层析技术，流场诊断，多方向投影，图像处理
Title Title Title Title The auxiliary control technology research ofmulti-directional OCT apparatusAbstract Abstract Abstract AbstractFlow field diagnostics techniques are important in a rapidly changingmodern industrial processes research .The diagnostic requires the flowfield to be measured lossless, non-contact, three-dimensional andquantitative. The optical measurement techniques which is used to thediagnosis of flow field is very important. Optical computed tomographytechniques uses visible or infrared light as the light source, and it usesthe multi-directional projection which has the information of the measuredfield to reconstruct the physical parameters distribution of the measuredfield. With the advantages of a non-contact, real-time audiencemeasurement and it can obtain the three-dimensional transientinformation. Optical computed tomography techniques are the important partof flow field diagnostics techniques.This topic based on the understanding of basic principles of Opticaltomography and methods of reconstruction and introduces the basic theoryand implementation of the optical path of Moir é computerized tomography.With the writing of stepper motor control procedures and image acquisitionprogram, we finished the determination of the calibration plate rotationangle. With the writing of the spot location program which is based on MATLAB, we discussed the experimental results.
Keywords : Optical computed tomography, Flow field diagnostics techniques,Multiple direction, Image Processing
目次
1 绪论 . 1
1.1 流场诊断概述 . 1
1.2 光学计算层析技术（ OCT ）概述 2
1.2.1 光学发射 CT （ ECT ） . 3
1.2.2 光学干涉 CT 3
1.2.3 光学莫尔 CT . 4
1.3 多方向 CT 装置的研究 4
1.4 本文安排 . 6
2 基于 RS485 的步进电机控制程序 7
2.2 GCD-0301M 电动台控制器的技术参数 7
2.3 GCD-0301M 步进电机控制器通讯协议 8
2.4 Delphi 7.0 环境下的软件实现 10
2.4.1 软件实现的流程图 10
2.4.2 程序框架 10
2.5 本章小结 . 15
3 多方向 OCT 装置标定版的图像获取 . 16
3.1 AVT 工业数字摄像机的技术参数 16
3.2 AVT FirePackage 介绍 16
3.3 多相机控制与采集程序的实现 . 19
3.4 本章小结 . 24
4 多方向 OCT 装置标定板旋转夹角的计算 25
4.1 实验原理 25
4.2 基于 MATLAB 的光斑识别测距程序 . 27
4.3 实验结果与分析 . 30
4.4 本章小结 . 31
总结与展望 33
致 谢 35
参考文献 36
1 1 1 1 绪论绪论绪论绪论
1.1 1.1 1.1 1.1 流场诊断概述 流场诊断概述 流场诊断概述 流场诊断概述在快速变化的现代工业过程中 ， 对物理量场的测量要求越来越高 ， 尤其是在诸如流动显示 、 热流场三维定量测试 、 燃烧流场诊断等领域中 ， 对流场的各种参数进行测试 ， 从而完成对复杂流动现象的分析 ， 在整个工业过程的研究中起着至关重要的作用[1,2,3] 。至今人们对复杂流动现象的捕捉和流动机理的研究及流场参数的测试还很不够 ， 其中重要原因之一是尚且缺乏显示和测量复杂流场的手段 。 针对流场诊断要求对待测场实现无损 、 非接触 、 三维 、 定量测试的特点 ， 光学测量技术为流场诊断的研究开辟了新道路。光学测量技术是用于流场诊断的一种有效而重要的方法 。 采用光学测量技术可以实现对流场的非接触，无扰动，实时检测。已经成为流场诊断方法的重要组成部分[4,5] 。例如，对于温度检测，如平面激光诱导荧光技术 (PLIF) 、相干反斯托克斯拉曼光谱技术等 (CARS) 等。对于速度检测而言，可以通过激光多普勒测速技术 (LDV) 对空间中有限点的三维速度矢量进行测量，或者通过粒子图像测速技术 (PIV) 对二维平面内的二维速度矢量 (2D2C) 进行测量 ， 以及衍生出来的 Stereo-PIV(SPIV) 等 ， 对二维平面内的三维速度矢量 (2D3C) 进行测量等。针对实际的流场诊断而言 ， 绝大多数的流场包含复杂的瞬态三维结构 ， 如涡流和湍流等 ， 只有进行三维的瞬态测量才能揭示其流场结构 。 因此需要研究一种能实现三维空间瞬态参量测量的流场诊断技术 。 对三维瞬态流场参量的定量测量既是流场诊断研究的根本需求，也是流场诊断研究的最终目标之一。1