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[发明专利]激光扫频干涉测量的非线性校正与量程扩展装置及方法-CN202110337099.4在审
发明人：张雪冰清;许新科;孔明;郭天太;赵军;王道档;刘璐;刘维 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2021-03-26 - 公布日： 2021-06-25 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明提供一种用于激光扫频干涉测量的非线性校正与量程扩展装置及方法。装置中的分束器将可调谐激光器发出的激光分为两束进入主光路和辅助光路，由于可调谐激光器发出频率可被线性调制的信号，并且主光路中的延迟单模光纤和辅助光路中的延迟单模光纤的由于长度不同，导致双光路中的信号形成光程差，从而构成基本的迈克尔逊干涉仪，产生干涉现象。数据采集卡将采集到的信息数据输送至计算机，再结合扩相频率采样法对信号做处理，即通过对辅助干涉仪拍相位的扩展，使系统满足奈奎斯特采样定律，完成对测量信号拍频非线性校正。有益效果：利用扩相频率采样法对信号做处理，可实现测量信号的拍频非线性校正，提高测量精度，并解决量程受限的问题。
激光干涉测量非线性校正量程扩展装置方法

[发明专利]一种光学偏折瞬态测量方法-CN201911062078.5有效
发明人： 王道档;卢毅伟;孔明;相超;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-11-01 - 公布日： 2021-05-18 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种基于光学偏折的瞬态测量方法，涉及测量技术领域。本方法利用正交方向的频率载波条纹对x和y方向的四步移相条纹图(一共八幅移相图案)分别进行单独调制，将不同方向的四幅移相条纹的组合图案耦合到不同的颜色通道，最终得到一幅彩色图，即投影屏投影的图案。利用相机采集经过待测元件偏折后的变形图案，采用颜色分离，分离出x、y方向的复合图案，再通过解调操作得到八幅移相图案，即x、y两个方向各四幅移相条纹图，从中经过相位解调相关算法得到相位信息，经过计算得出被测波面的斜率，最后通过积分算法得到重构的波面。本方法解决了传统光学偏折检测中需要在待测元件上连续投影移相条纹而无法进行瞬态测量的技术问题。
一种光学瞬态测量方法

[发明专利]基于彩色三步移相技术的哈特曼光线追迹方法-CN201910163686.9有效
发明人：孔明;王道档;单良;赵军;许新科;刘维;郭天太;徐平;龚志东 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-03-05 - 公布日： 2021-05-11 - 主分类号： G01N21/41 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于彩色三步移相技术的哈特曼光线追迹方法，包括采用彩色三步移相法对影像进行计算并得到相位信息；本发明采用彩色三步移相法，结合三维非均匀介质场的反积分曲线三维重建算法，通过投影屏和远心光学系统的组合设置，实现了对非均匀介质场的测量光线的准确追迹及对三维空间折射率的瞬态折射特性测量，大大提高了测量精确度和效率；并且基于哈特曼光线追迹的非均匀介质场的测量系统整体设计精密，测量精度高，成本较低，应用范围广，具有重要的理论意义和工程应用价值，适合推广应用。
基于彩色三步移相技术哈特曼光线方法

[发明专利]基于哈特曼光线追迹的非均匀介质场的测量方法-CN201910163794.6有效
发明人：孔明;王道档;单良;赵军;许新科;刘维;徐平;龚志东 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-03-05 - 公布日： 2021-05-07 - 主分类号： G01N21/41 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于哈特曼光线追迹的非均匀介质场的测量方法，包括采用彩色三步移相法对影像进行计算并得到相位信息，采用反积分曲线三维重建算法计算得到测量空间内部存在的液液混合介质的折射率的变化数据；本发明采用彩色三步移相法，结合三维非均匀介质场的反积分曲线三维重建算法，通过投影屏和远心光学系统的组合设置，实现了对非均匀介质场的测量光线的准确追迹及对三维空间折射率的瞬态折射特性测量，大大提高了测量精确度和效率；并且基于哈特曼光线追迹的非均匀介质场的测量系统整体设计精密，测量精度高，成本较低，应用范围广，具有重要的理论意义和工程应用价值，适合推广应用。
基于哈特曼光线均匀介质测量方法

[发明专利]一种用于瞬态三坐标测量的光纤点衍射干涉装置及方法-CN201910394156.5有效
发明人： 王道档;王朝;孔明;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-05-13 - 公布日： 2021-04-20 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于瞬态三坐标测量的光纤点衍射干涉装置，包括：光源，提供初始的入射光至光路调整模块；光路调整模块，将入射光分为若干束偏振光射出；数字偏振相机，接收出射光并采集所需干涉图像；计算机，与数字偏振相机连接，处理图像信息。本发明的实质性效果包括：采用偏振数字相机采集p偏振光和s偏振光经快轴方向与X轴呈45°夹角的四分之一波片得到的旋向相反的圆偏振光，两个旋向相反的偏振光经偏振数字相机前置的偏振片阵列后发生干涉，随着偏振片的透光轴方向旋转，干涉条纹相位也随之改变，无需PZT来实现微位移，降低了检测系统元件的复杂程度，提高了点衍射干涉系统的抗干扰能力。
一种用于瞬态坐标测量光纤衍射干涉装置方法

[发明专利]一种双测量模式干涉装置及其测量方法-CN201910877676.1有效
发明人： 王道档;朱其幸;孔明;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-09-17 - 公布日： 2021-04-16 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种双测量模式干涉装置及其测量方法，包括：光源，能够产生至少两种指定波长的初始光；公共光路模块，接收初始光，并将初始光分为参考光和检测光；检测光路模块，接收检测光并透过显微物镜出射到待测元件；参考光路模块，接收参考光并在内部反射；接收光路模块，接收公共光路模块中的光的干涉条纹信息；计算单元，分析接收光路模块得到的干涉条纹信息，采用四步移相算法计算得到与待测元件表面信息相对应的瞬态波前分布；其中参考光路模块包括参考反射镜，在光源产生一种波长的初始光时参考光路模块直接返回参考光，光源产生另一种波长的初始光时参考光路模块内经参考反射镜后再返回。本发明光路精简，结构紧凑，测量快速。
一种测量模式干涉装置及其测量方法

[发明专利]一种用于物体振动测量的点衍射干涉装置及方法-CN201910367953.4有效
发明人： 王道档;顾翰婷;孔明;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-05-05 - 公布日： 2021-04-16 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于物体振动测量的点衍射干涉装置及方法，包括：光源，发射初始光至光路处理模块；光路处理模块，将初始光转换为若干束出射光并入射至测量模块；测量模块，连接被测物体，采集入射光产生的干涉图并处理。单纵模激光器发出的激光经光路处理模块后射入测量模块；入射光经偏振数字相机前置的偏振片阵列后发生干涉；记录四步移相干涉图及各瞬态位置的干涉图；根据干涉图对不同瞬态位置空间三维坐标值进行分析，测量出物体振动过程。本发明通过将被测物体与测量探头固定，并利用偏振数字相机来采集振动过程中各个瞬态位置的干涉图，通过对各个瞬态位置的空间三维坐标进行分析，实现了对物体振动的测量，提高了装置的抗干扰能力。
一种用于物体振动测量衍射干涉装置方法

[发明专利]一种用于三维振动测量的光纤点衍射装置及测量方法-CN201910394749.1有效
发明人： 王道档;朱其幸;孔明;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-05-13 - 公布日： 2021-01-12 - 主分类号： G01H9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于三维振动测量的光纤点衍射装置及测量方法，包括：光路模块，产生初始光并分成若干束偏振光至出射端；被测物体，连接光路模块出射端；高速CCD探测器，采集由出射端光信号产生的干涉信息；计算机，连接高速CCD探测器，处理采集的信息。方法包括S01：高速CCD探测器采集由光路模块出射产生的干涉图；S02：对干涉图进行傅里叶变换得到频谱图；S03：将频谱图处理后得到被测物体的相位信息图及被测物体实时三维坐标值；S04：多次采样并处理计算，得到被测物体的振动情况。本发明不仅实现了三维方向上的连续动态测量，而且测量精度高，外界因素对其干扰小。
一种用于三维振动测量光纤衍射装置测量方法

[发明专利]一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置及测量方法-CN201910394168.8有效
发明人： 王道档;相超;孔明;许新科;赵军;刘维;郭天太 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-05-13 - 公布日： 2020-12-18 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种基于激光连续扫频的三维坐标测量装置及测量方法，包括：光源，产生偏振初始光至第一分光模块；第一分光模块，将偏振初始光分为参考光及第二初始光；第二分光模块，将第二初始光分为若干束检测光至检测模块；检测模块，通过检测光经被测物反射后生产测量光入射到第一分光模块；处理模块，接收第一分光模块的参考光及测量光，并处理。方法包括：根据测量装置建立坐标系；打开光源进行测量数据获取；根据数据计算被测物三维坐标。本发明的实质性效果是：结构简单，不需要采集整幅的干涉信号，且对外界干涉不敏感，仅依靠微弱的激光就可以实现拍频信号的测量，能够实现远距离的三维坐标测量与定位。
一种基于激光连续三维坐标测量装置测量方法

[发明专利]紧凑型瞬态多波长移相干涉装置及其测量方法-CN201910423482.4有效
发明人： 王道档;朱其幸;孔明;许新科;赵军;刘维 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2019-05-21 - 公布日： 2020-10-30 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明公开了一种紧凑型瞬态多波长移相干涉装置及其测量方法，包括RGB三色激光器、单模光纤、光纤准直器、扩束系统、偏振片、分光棱镜、四分之一波片、成像镜头、彩色偏振相机、偏振分光棱镜、参考镜、标准透镜和被测物；单模光纤的一端与RGB三色激光器相连，单模光纤的另一端与光纤准直器相连：本发明利用彩色偏振相机瞬时获得RGB三个颜色激光分别对应的4幅相位差为90°的移相干涉图，采用四步移相算法获得三个激光波长对应的瞬态相位分布，利用多波长技术测得大动态范围的面形。本发明的有益效果为：结构紧凑，测量速度快，具有很强的抗干扰能力，采取的瞬态多波长干涉技术动态测量范围大，测量精度高。
紧凑型瞬态波长相干装置及其测量方法

[发明专利]一种用于运动目标测量的双激光测距装置及方法-CN202010547132.1在审
发明人：许新科;孔明;徐靖翔;赵军;王道档;刘璐;郭天太;刘维 -专利权人：中国计量大学
申请日： 2020-06-16 - 公布日： 2020-09-18 - 主分类号： G01S17/32 文献下载
摘要：本发明提供一种运动目标测量的双激光测距装置，所述第一可调谐激光器和第二可调谐激光器发出的激光信号分别经过第一分束器、第二分束器、第一耦合器耦合后进入主光路，剩余的两路信号分别进入第一辅助光路和第二辅助光路，主光路中的信号通过变焦透镜照射目标后原路返回至光路，信号经过耦合器耦合后被第一探测器采集；两路辅助光路中的信号被第二探测器和第三探测器采集，数据采集卡记录三路探测器采集的信号并输出至计算机，通过MUSIC算法进行信号处理，得到运动目标的相位信息。通过该发明提高了对运动目标激光测量的精度。
一种用于运动目标测量激光测距装置方法

[发明专利]一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法-CN201811166364.1有效
发明人： 王道档;解钟敏;孔明;雷李华;赵军;许新科;刘维;郭天太;曾燕华 -专利权人：中国计量大学;上海市计量测试技术研究院
申请日： 2018-10-08 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种点衍射干涉三坐标测量装置探头端面调平方法，涉及测量技术领域。采用基于波面对称的探头零点位置调整方法，探测器获取初始波面数据，将探头旋转180°，平移探头再次获取波面，将波面数据旋转180°后与初始波面数据作差值，将探头平移至初始位置和差值为极小值位置的中点位置，为探头零点位置，调整探头的倾斜角并获取波面数据，利用泽尼克多项式拟合方法对波面数据进行拟合得到xy方向倾斜项系数，调节至该系数为极大值时的角度，实现探头端面调平。本发明解决了现有技术中探头端面相对探测面调平困难影响测量精度的技术问题。本发明有益效果为：确定探头端面状态，满足测量模型求解要求，使三维坐标重构结果更加快速和精确。
一种衍射干涉坐标测量装置探头端面平方

[发明专利]一种透射元件多表面面形检测方法-CN201811163319.0有效
发明人： 王道档;尹雅梅;孔明;赵军;许新科;雷李华;刘维;郭天太;唐冬梅 -专利权人：中国计量大学;上海市计量测试技术研究院
申请日： 2018-09-30 - 公布日： 2020-08-14 - 主分类号： G01B11/24 文献下载
摘要：本发明提供一种透射元件多表面面形检测方法，涉及测量技术领域。利用逆向哈特曼光路检测装置测得待测元件波像差的前提下，使用计算机建立的模型化检测系统，在光线追迹模型中对待测元件各表面面形添加多组不同面形误差，获得相应波像差，通过求解模型化检测系统中波像差与实测波像差的差值最小值，最终得到待测透射元件的实际面形误差。本发明解决了现有技术中对透射元件的多表面检测不具有高精度及通用性的技术问题。本发明有益效果为：为透射元件多表面面形检测提供了一种高精度大动态范围的检测方法。
一种透射元件表面检测方法

[发明专利]一种直线导轨表面缺陷测量方法-CN201710775391.8有效
发明人：许照乾;孔明;李云鹏;赵军;刘维;王道档;单良 -专利权人：浙江双鸿智能设备有限公司;杭州长庚测量技术有限公司;广州广电计量检测股份有限公司
申请日： 2017-08-31 - 公布日： 2020-04-17 - 主分类号： G01B11/00 文献下载
摘要：本发明提供一种直线导轨表面缺陷测量方法，涉及测试技术领域。角锥棱镜移动得到导轨表面缺陷的直线导轨刻度位移d，激光干涉仪发出的光束经角锥棱镜反射原路返回，分光后一束光射入激光干涉仪，得到导轨表面缺陷的干涉仪检测位移l，另一束光射入相机，CCD感光面形成光斑转换后计算得到角锥棱镜在导轨表面缺陷中的实际路程s，导轨表面缺陷实际路程L为l与s之和。本发明解决了现有技术中激光干涉仪对直线导轨表面缺陷测量难以确定准确位置给修复带来困难的技术问题。本发明有益效果为：消除了利用激光干涉仪测量的误差，测量更加精确。为直线导轨表面缺陷修复提供准确的依据。
一种直线导轨表面缺陷测量方法

[发明专利]一种大范围高精度的点衍射干涉三维坐标测量方法-CN201711478909.8有效
发明人：陈灿;王道档;赵军;孔明;刘维 -专利权人：浙江省计量科学研究院;浙江双鸿智能设备有限公司;中国计量大学
申请日： 2017-12-29 - 公布日： 2020-03-03 - 主分类号： G01B11/03 文献下载
摘要：本发明提供一种大范围高精度的点衍射干涉三维坐标测量方法，涉及测量技术领域。测量探头发出球面波并形成干涉场，光电探测器实时采集干涉条纹图片，当光电探测器无法得到清晰的干涉条纹图片时，计算机控制三维导轨移动，直至光电探测器能够再次采集到清晰的干涉条纹图片，计算机对干涉条纹图片运用多步移相算法得到相位差信息，利用迭代算法得到被测物上测量探头此时的三维坐标。本发明解决了现有技术中点衍射干涉测量系统实现的三个方向上的坐标位置在测量范围上存在很大的局限性的技术问题。本发明有益效果为：突破了因为光纤点衍射波前孔径角、光电探测器性能和测量探头结构等因素的限制，及大地提高了点衍射干涉三维绝对坐标测量范围。
一种范围高精度衍射干涉三维坐标测量方法