現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)精選(九篇)

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第1篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：自動(dòng)化；儀器儀表；現(xiàn)狀

1 自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)的技術(shù)類型

當(dāng)前自動(dòng)化儀表的產(chǎn)品技術(shù)的水平大致有四種類型：

（1）多年來(lái)的科技產(chǎn)品，如常用測(cè)溫儀、壓力儀表、顯示儀表、傳統(tǒng)流量?jī)x表、儀器等簡(jiǎn)單的調(diào)整，這些技術(shù)變化不大，對(duì)于國(guó)內(nèi)的公司可以掌握到核心技術(shù)，開發(fā)新產(chǎn)品和提高這些產(chǎn)品的技術(shù)，以滿足國(guó)內(nèi)需求，這些產(chǎn)品大部分技術(shù)含量較低。

（2）20世紀(jì)80年代和90年代初已引進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品以及90年代的自主研發(fā)產(chǎn)品中期，我國(guó)的技術(shù)水平大致在90年代初期的國(guó)際水平。例如當(dāng)時(shí)的美國(guó)的ROS0UNT電容式壓力/差壓變送器，來(lái)自法國(guó)伯納德電動(dòng)執(zhí)行器，以及我國(guó)自主研發(fā)的流量計(jì)、閥門定位器、電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。這些產(chǎn)品在國(guó)內(nèi)企業(yè)都已經(jīng)掌握制造技術(shù)，以及改進(jìn)的市場(chǎng)應(yīng)變能力和改善性的獨(dú)立研究。由于多年的生產(chǎn)，質(zhì)量和成本效益的技術(shù)水平具有一定的優(yōu)勢(shì)，是當(dāng)前中小企業(yè)用戶和主流產(chǎn)品的選擇項(xiàng)目。

（3）目前，我國(guó)自主研發(fā)的高中檔產(chǎn)品。代表性的產(chǎn)品如分布式控制系統(tǒng)（DCS）、電磁流量計(jì)、無(wú)紙記錄儀、智能型電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)等。其中，部分產(chǎn)品與國(guó)外產(chǎn)品的基本性能和水平已經(jīng)接近，市場(chǎng)份額繼續(xù)上升，核心技術(shù)與國(guó)際先進(jìn)水平同步的基本組成部分。然而，由于工程設(shè)計(jì)質(zhì)量、信譽(yù)等方面的原因，這些產(chǎn)品的應(yīng)用對(duì)象仍然是中小工程項(xiàng)目或重大裝備的大型項(xiàng)目、非主系統(tǒng)和非主要工位。此類產(chǎn)品已經(jīng)有生產(chǎn)能源的一部分，該產(chǎn)品技術(shù)難度仍處于發(fā)展的研究階段。

（4）三資企業(yè)產(chǎn)品和進(jìn)口產(chǎn)品。所有這些都是高中檔產(chǎn)品，重點(diǎn)項(xiàng)目為基礎(chǔ)使用了大量的中型項(xiàng)目，如大型DCS、PLC、核電系統(tǒng)、0.075級(jí)以上的智能高精度壓力/差壓變送器、智能電動(dòng)數(shù)字控制系統(tǒng)、高溫高壓、壓差、耐磨損性、耐沖擊性調(diào)節(jié)閥、質(zhì)量流量計(jì)、多通道的超聲波流量計(jì)、過(guò)程分析儀器等，用量較少、技術(shù)難度大、專用性強(qiáng)的品種，如軋制機(jī)械動(dòng)態(tài)測(cè)試設(shè)備，紙張厚度檢測(cè)儀器。這些產(chǎn)品大部分已經(jīng)在生產(chǎn)的外商獨(dú)資或合資企業(yè)，并擁有本地化比例高，但中國(guó)不具備關(guān)鍵核心技術(shù)，如傳感器技術(shù)的變送器。發(fā)展工業(yè)自動(dòng)化儀表，不僅要看產(chǎn)品的工藝和技術(shù)，涉及工程應(yīng)用的水平。近年來(lái)，不少測(cè)控設(shè)備生產(chǎn)企業(yè)以及火電、石化、冶金和科學(xué)技術(shù)的企業(yè)應(yīng)用和工程公司的其他部門已經(jīng)在應(yīng)用軟件和優(yōu)化軟件開發(fā)及系統(tǒng)集成技術(shù)長(zhǎng)足的進(jìn)步。通過(guò)利用外資系統(tǒng)工程，應(yīng)用技術(shù)掌握控制的一批大項(xiàng)目和設(shè)施。

2 自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀

科學(xué)儀器方面，經(jīng)過(guò)了很多付出，對(duì)于我國(guó)已經(jīng)漸漸形成了科學(xué)測(cè)試儀器和測(cè)試技術(shù)教育研究和制造系統(tǒng)。到2014年，中國(guó)有100多所高校建立了先進(jìn)的測(cè)試儀器和技術(shù)相關(guān)專業(yè)，并具有現(xiàn)代光學(xué)、光電子學(xué)、激光、分析化學(xué)、儀器分析，生物技術(shù)、新型傳感器和其他尖端高科技和專業(yè)學(xué)科。例如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院一起投資于一個(gè)精密的測(cè)試技術(shù)和設(shè)備，開辦了現(xiàn)代光學(xué)、超快激光光譜學(xué)、振動(dòng)沖擊噪聲等實(shí)驗(yàn)研究。對(duì)真空儀器裝置、光學(xué)儀器、生物芯片等具有國(guó)家工程技術(shù)作出了重點(diǎn)研究，形成了以中科院長(zhǎng)為代表的十多家精密儀器及測(cè)試技術(shù)的專業(yè)研究機(jī)構(gòu)，而且在市場(chǎng)上取得了一定的競(jìng)爭(zhēng)地位，有北分瑞利、上海精科、清華同方、中科科儀等重點(diǎn)研究企業(yè)。

近年來(lái)自主創(chuàng)新取得了一些成績(jī)，研究出了高水平產(chǎn)品。目前，我國(guó)生產(chǎn)的科學(xué)測(cè)試儀器一般達(dá)到上個(gè)世紀(jì)中期階段的水平，包括色譜儀器、光譜儀、電化學(xué)儀器、研究光學(xué)顯微鏡、掃描電子顯微鏡、電子天平、離心機(jī)、電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、超聲波探傷儀探測(cè)器、X射線探傷機(jī)、電子經(jīng)緯儀、電測(cè)儀表。部分產(chǎn)品目前接近或達(dá)到國(guó)際上類似的水平，如微波等離子光譜儀，便攜式光離子化氣相色譜儀，原子熒光光譜儀、全自動(dòng)遠(yuǎn)程診斷光學(xué)顯微鏡等儀器。

3 器儀表行業(yè)將突飛猛進(jìn)

科學(xué)技術(shù)和自動(dòng)化的飛速發(fā)展，我國(guó)自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)也有了新的變化和新的發(fā)展。高新技術(shù)自動(dòng)化儀器儀表產(chǎn)品，將成引領(lǐng)自動(dòng)化儀器儀表科技產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展。

近20年來(lái)，微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、精密機(jī)械技術(shù)、高密封技術(shù)，特種加工技術(shù)、集成技術(shù)、薄膜技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、納米技術(shù)、激光技術(shù)、超導(dǎo)技術(shù)和生物技術(shù)等高新技術(shù)得到了迅猛發(fā)展。在這樣的背景和情況，不斷地對(duì)自動(dòng)化儀器儀表更高、更新的附加要求，例如要求更快、更高的靈敏度，更好的穩(wěn)定性，較少的樣本量，檢測(cè)微損甚至無(wú)損，遙感遙測(cè)更多的距離，以帶來(lái)更方便、更便宜、無(wú)污染、更快捷等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也為自動(dòng)化儀器儀表科技與產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了強(qiáng)大的推動(dòng)力，并給自動(dòng)化儀器儀表的進(jìn)一步發(fā)展提供了物質(zhì)、知識(shí)和技術(shù)基礎(chǔ)。

特別要注意的是：在過(guò)去的10年中，由于納米技術(shù)給機(jī)械研究帶來(lái)更精密的成果，現(xiàn)代分子水平、基因水平，以及特種功能材料研究超高精度性能生物科學(xué)的研究成果和具有全球性技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)推廣成果的應(yīng)用，其中包括大量的最新技術(shù)成果競(jìng)相當(dāng)代問(wèn)世，使得儀器領(lǐng)域發(fā)生了根本性的變化。通過(guò)分析，我們可以看到一個(gè)具有現(xiàn)代化的高科技儀器，不僅這是主要特點(diǎn)，并且它是振興自動(dòng)化儀器儀表業(yè)的必由之路，是新世紀(jì)自動(dòng)化儀器儀表行業(yè)的導(dǎo)航。

伴隨現(xiàn)場(chǎng)總線的問(wèn)世，對(duì)過(guò)程測(cè)控儀表的發(fā)展帶來(lái)了很大的轉(zhuǎn)折?，F(xiàn)場(chǎng)總線是用于現(xiàn)場(chǎng)智能化儀表與控制室之間的一種開放、全數(shù)字化、雙向、多站的通信系統(tǒng)。滿足了廣大用戶的實(shí)際需求，也是各大制造廠商的技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)結(jié)果，給計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的產(chǎn)物帶來(lái)了提升，實(shí)現(xiàn)了高精度、高性能、高穩(wěn)定、高可靠、高適應(yīng)性，多功能、低消耗的發(fā)展空間，也帶來(lái)了很大的提升動(dòng)力。可見應(yīng)用領(lǐng)域，尤其對(duì)于非傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展，給自動(dòng)化儀器儀表的持續(xù)發(fā)展帶來(lái)了新的動(dòng)力。

參考文獻(xiàn)

[1]北極星電力網(wǎng)新聞中心.儀器儀表行業(yè)“十二五”規(guī)劃之行業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，2011-7-7.

[2]沈黎.WJ公司發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].華東理工大學(xué)，.2012-10-18.

第2篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：

球面檢測(cè)系統(tǒng)； 泰曼-格林原理； 在線性； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)： TH 744.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A

引 言

光干涉法由于具有很高的測(cè)量精度，經(jīng)常應(yīng)用在許多精密、超精密加工測(cè)量工作中[1，2]。光學(xué)零件作為一種精密加工的元件，其加工過(guò)程控制和最終的結(jié)果檢驗(yàn)都依靠光學(xué)干涉法，即通過(guò)干涉的方法檢驗(yàn)光學(xué)零件面形偏差。通常采用光學(xué)樣板法或干涉儀測(cè)量，在垂直于一個(gè)圓形檢驗(yàn)范圍內(nèi)的位置所觀察到的干涉條紋（通稱光圈）的數(shù)目、形狀、變化和顏色來(lái)確定其面形偏差[3-5]。

目前國(guó)內(nèi)外多種類型的干涉儀可以實(shí)現(xiàn)對(duì)球面光學(xué)工件面形的精確測(cè)量。這些干涉儀器從干涉圖樣信息獲得被測(cè)球面面形的象散偏差及局部偏差，采用精密導(dǎo)軌根據(jù)球面球心和頂點(diǎn)之間的距離測(cè)量出光學(xué)工件的曲率半徑，但這些儀器大都用于光學(xué)零件的最終檢驗(yàn)，而且通常價(jià)格昂貴、體積龐大，并不適用于對(duì)加工過(guò)程的質(zhì)量控制。在加工過(guò)程中的檢驗(yàn)?zāi)壳爸饕€是通過(guò)光學(xué)樣板法來(lái)檢驗(yàn)，這種方法每次只能檢測(cè)一片，而且在檢測(cè)的過(guò)程中光學(xué)樣板通過(guò)加壓直接接觸被檢鏡片，容易對(duì)已加工好的球面造成二次傷害，效率低，不能適應(yīng)現(xiàn)階段大批量的生產(chǎn)現(xiàn)狀。

現(xiàn)設(shè)計(jì)一種能現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用、特別是對(duì)加工過(guò)程中的零件作在線檢測(cè)的小型化、價(jià)格低廉的面形檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在線快速無(wú)損檢驗(yàn)球面鏡片的面形質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，降低成本。

1 系統(tǒng)的基本原理

泰曼-格林干涉儀可以用來(lái)測(cè)量棱鏡、玻璃平板的材料均勻性，同時(shí)也可以用來(lái)測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)的綜合質(zhì)量[6]。由于泰曼型的干涉儀屬于雙光路干涉可以獲得等厚干涉，對(duì)于被測(cè)件的反射率要求較低，容易獲得對(duì)比度較好的干涉圖樣[7]，因此采用泰曼-格林原理來(lái)設(shè)計(jì)用于加工過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量控制的在線檢測(cè)系統(tǒng)。

圖1為該系統(tǒng)的測(cè)量原理圖。激光束經(jīng)擴(kuò)束后，光束垂直射入一分光棱鏡，反射光射入?yún)⒖济?，?jīng)反射后沿原路返回，形成參考波前；透射光射入被測(cè)面，經(jīng)反射后沿原路返回，形成測(cè)試波前。參考波前與測(cè)試波前經(jīng)分光棱鏡匯合后形成干涉，在觀察接收屏處可以觀察到干涉條紋。

該干涉系統(tǒng)的特點(diǎn)在于用光學(xué)車間已有的光學(xué)樣板或者經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的鏡片、或者客戶提供的樣品來(lái)作為參考鏡，采用不同的光學(xué)樣片就可以對(duì)相應(yīng)的光學(xué)鏡片進(jìn)行檢測(cè)，不受“凹”、“凸”面的限制。光學(xué)樣板作為光學(xué)元件生產(chǎn)的必需品很容易獲得，如果沒(méi)有樣板也可以用經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)合格的鏡片、或者客戶提供的樣品，可以滿足測(cè)量的需要。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方案

對(duì)于這種新型的檢測(cè)系統(tǒng)，其特點(diǎn)是可以用來(lái)對(duì)生產(chǎn)中的沒(méi)有下盤的鏡片進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)加工過(guò)程起到指導(dǎo)作用，縮短加工時(shí)間提高生產(chǎn)率。系統(tǒng)采取的是分振幅型的干涉，通過(guò)對(duì)干涉場(chǎng)內(nèi)條紋的數(shù)目、彎曲量來(lái)確定被檢物體的面形偏差，由此確定該鏡盤的生產(chǎn)是否達(dá)到進(jìn)入下一道生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)?？紤]到觀察的方便以及后續(xù)的處理，采用CCD將干涉圖像采集傳輸?shù)诫娔X進(jìn)行計(jì)算和顯示。由于用CCD對(duì)圖像進(jìn)行采集，拍照曝光時(shí)間可以很短，因此對(duì)振動(dòng)和溫度變化帶來(lái)的影響并不是十分敏感。同時(shí)考慮到要更好的防震，干涉儀可以配合防震平臺(tái)使用。

2.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

球面在線檢測(cè)系統(tǒng)的樣機(jī)設(shè)計(jì)方案如圖2所示，先將一個(gè)光學(xué)樣板靠緊在圈口的上端面上，然后再將一個(gè)完全相同的光學(xué)樣板（或者檢測(cè)后充分相似）夾緊在儀器的右邊。這時(shí)開啟激光器，使其射出的平行光通過(guò)空間濾波器后入射到擴(kuò)束鏡，擴(kuò)束鏡端口裝有可調(diào)光闌，通過(guò)調(diào)節(jié)光闌大小來(lái)獲取適合檢測(cè)口徑的光束直徑，來(lái)適應(yīng)不同口徑大小的鏡片的檢驗(yàn)，同時(shí)減少雜光對(duì)干涉光路的影響。擴(kuò)束光束入射到分光棱鏡后分成兩束光，一束光沿著光軸X方向射向光學(xué)樣板的基準(zhǔn)面上，經(jīng)反射后返回，形成參考波前；另一束光沿光軸Y方向射向圈口上的光學(xué)樣板的基準(zhǔn)面，經(jīng)反射后返回，形成測(cè)試波前。參考波前與測(cè)試波前經(jīng)分光棱鏡匯合后產(chǎn)生干涉，在觀察接收屏上可以觀察到干涉條紋。

2.2 調(diào)試

通過(guò)多維調(diào)節(jié)裝置（圖2中未標(biāo)）調(diào)節(jié)右邊的光學(xué)樣板的光軸與擴(kuò)束鏡的光束的中心軸線重合，并在中心軸線方向上移動(dòng)使兩束光束的光程大致相等，在觀察接收屏上可以觀察到干涉條紋。由于采用激光做光源，相干長(zhǎng)度足夠長(zhǎng)，可在很大的深度范圍內(nèi)觀察到清晰的干涉條紋。在中心軸線方向上調(diào)節(jié)光學(xué)樣板觀察干涉條紋，當(dāng)干涉條紋數(shù)目最少時(shí)，此時(shí)的位置即為兩塊光學(xué)樣板的基準(zhǔn)面的頂點(diǎn)距離分光器的中心等間距的位置，固定光學(xué)樣板的位置。觀察接收屏沿光學(xué)樣板的光軸中心線方向可以前后移動(dòng)，以便得到合適大小的干涉圖樣。

2.3 測(cè)試

將圈口上的光學(xué)樣板換成鏡盤上的待測(cè)透鏡，圈口上端面的三個(gè)定位鋼球可以實(shí)現(xiàn)將放置其上的待測(cè)透鏡的待測(cè)面所在球面的球心處于三個(gè)鋼球組成的三角形的幾何中心垂線上。該垂線與擴(kuò)束鏡的光束的中心軸線重合，并且待測(cè)透鏡的待測(cè)面所在球面的球心也位于中心軸線位置，無(wú)需再次調(diào)節(jié)就可以得到干涉條紋。采集此時(shí)干涉條紋的圖像并進(jìn)行特征分析計(jì)算，就可以得到待測(cè)透鏡的待測(cè)面的半徑偏差、像散偏差、局部偏差等。光學(xué)樣板的基準(zhǔn)面的曲率半徑可以由球徑儀等儀器精確測(cè)量得到，由此可以計(jì)算得到待測(cè)透鏡的待測(cè)面的曲率半徑。

3 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的實(shí)現(xiàn)

根據(jù)球面在線檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，最重要的是要保證光路的正交對(duì)稱性?？紤]到實(shí)際的應(yīng)用，樣板尺寸小較易調(diào)節(jié)，因此對(duì)于該雙光路系統(tǒng)采取固定其中被測(cè)件光路，調(diào)節(jié)樣板光路來(lái)實(shí)現(xiàn)雙光路的正交對(duì)稱和等光程。

球面在線檢測(cè)系統(tǒng)主要由支撐機(jī)構(gòu)、固緊機(jī)構(gòu)、光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和圖像采集機(jī)構(gòu)組成。

3.1 固緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

分光棱鏡作為整個(gè)正交光路的核心，其位置發(fā)生一點(diǎn)點(diǎn)相對(duì)改變，都會(huì)使得光路系統(tǒng)發(fā)生改變，要保證光路的穩(wěn)定必須對(duì)棱鏡進(jìn)行合理的定位固緊。因此將棱鏡和固緊機(jī)構(gòu)作為獨(dú)立的裝配組件通過(guò)剛性定位彈性緊固，將其固緊在正交光路的中心并保持穩(wěn)定。

設(shè)計(jì)方案考慮到結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和安裝定位的方便采用直角分光棱鏡，選取其底面為主定位面，右側(cè)面為輔助定位面，用非工作面的前后兩面分別加壓條彈性?shī)A緊，限制各個(gè)方向的自由度。考慮到安裝方便，采用前后通透式的結(jié)構(gòu)，安裝時(shí)可以?shī)A持非工作面將棱鏡放入合適位置，而不碰觸工作面；同時(shí)前后壓板與分光棱鏡之間添加彈性元件，通過(guò)調(diào)節(jié)壓板上的螺釘來(lái)實(shí)現(xiàn)彈性固緊；頂部和左側(cè)留出余量使得棱鏡的位置在一定范圍范圍內(nèi)可調(diào)，以保證位置精度的同時(shí)降低加工成本。三維定位精度依靠數(shù)控設(shè)備的加工精度保證。

3.2 光路調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采取的是正交雙光路結(jié)構(gòu)，這樣可以方便得到等厚干涉。為了使光路調(diào)節(jié)簡(jiǎn)便、快捷，選擇固定其中的檢測(cè)光路，作為等光程調(diào)節(jié)過(guò)程中的“基準(zhǔn)”。

光學(xué)鏡片生產(chǎn)過(guò)程中主要是通過(guò)觀察鏡片與光學(xué)樣板之間的產(chǎn)生的干涉條紋，來(lái)獲取鏡片的面形偏差，以判斷鏡片是否符合進(jìn)入下一道工序的標(biāo)準(zhǔn)。這就對(duì)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的精度提出了較高要求。

光學(xué)樣板一般都是圓柱形物體，因此采用鏡筒式的裝夾結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行固緊[8]，同時(shí)根據(jù)其形狀特征采用了新型的等光程調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，如圖3所示。

3.2.1等光程調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)

考慮到樣板的形狀特征和設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)了一套螺紋微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)（見圖3），來(lái)實(shí)現(xiàn)光路中等光程部分的調(diào)節(jié)。

實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，光學(xué)加工車間一般根據(jù)設(shè)計(jì)者的要求來(lái)制作相應(yīng)的樣板，因此依照樣板的極限尺寸設(shè)計(jì)了樣板鏡筒，并配合相應(yīng)的隔圈、壓圈來(lái)適應(yīng)不同尺寸的樣板。將樣板鏡筒裝入有徑向開槽的套筒中，樣板鏡筒通過(guò)導(dǎo)釘與套筒關(guān)聯(lián)，沿槽撥動(dòng)導(dǎo)釘，通過(guò)觀察條紋的變化，可以找到一個(gè)接近等光程的位置實(shí)現(xiàn)粗調(diào)。

細(xì)調(diào)主要通過(guò)螺旋傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)。螺旋傳動(dòng)不但傳動(dòng)平穩(wěn)，而且傳動(dòng)精度高，結(jié)合樣板的外形特點(diǎn)，比較適合用于微量調(diào)節(jié)。同時(shí)在樣板鏡筒外部設(shè)計(jì)的螺紋微調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)與套筒同心的調(diào)節(jié)環(huán)，來(lái)實(shí)現(xiàn)樣板鏡筒的微量移動(dòng)。樣板鏡筒的移動(dòng)量L與調(diào)節(jié)環(huán)的轉(zhuǎn)角α有以下關(guān)系：

4 結(jié) 論

基于泰曼-格林原理設(shè)計(jì)了一種適合生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行在線檢測(cè)的干涉儀，并對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)。該干涉儀結(jié)合光學(xué)車間的現(xiàn)有條件，用光學(xué)車間里現(xiàn)有的各種不同曲率半徑的光學(xué)樣板產(chǎn)生干涉的參考波前，與待測(cè)鏡片產(chǎn)生的測(cè)試波前產(chǎn)生干涉，通過(guò)對(duì)干涉圖像進(jìn)行分析計(jì)算，可以測(cè)出球面鏡片的面形偏差、局部偏差和曲率半徑，并且可實(shí)現(xiàn)快速無(wú)損非接觸在線檢測(cè)。同時(shí)沒(méi)有采用測(cè)量導(dǎo)軌，使儀器小型化。設(shè)計(jì)專用的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)方便。通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明該儀器不但較容易獲取干涉圖像，而且圖像清晰、穩(wěn)定。通過(guò)該干涉儀的應(yīng)用，可以大大地提高生產(chǎn)效率，降低成本，適應(yīng)鏡片大量生產(chǎn)的需要。

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第3篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】中空玻璃，遮陽(yáng)系數(shù)，建筑節(jié)能計(jì)算、檢測(cè)

門窗幕墻作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)節(jié)能的薄弱環(huán)節(jié)，其熱工性能已經(jīng)成為建筑節(jié)能設(shè)計(jì)、工程驗(yàn)收的重要指標(biāo)之一。目前國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑節(jié)能工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50411-2007）也把玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)作為門窗、幕墻節(jié)能工程驗(yàn)收的指標(biāo)之一。但是對(duì)于玻璃產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程驗(yàn)收，目前存在依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)不一致的問(wèn)題，及在工程中玻璃產(chǎn)品進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)時(shí)如何取樣等問(wèn)題，目前的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中都沒(méi)有明確，為節(jié)能工程驗(yàn)收帶來(lái)了很多隱患。在玻璃的節(jié)能特性指標(biāo)中，最主要的是遮陽(yáng)系數(shù)和傳熱系數(shù)這兩項(xiàng)性能參數(shù)。最近幾年，新制定的標(biāo)準(zhǔn)中都增加了玻璃遮陽(yáng)系數(shù)的詳細(xì)限制指標(biāo)。對(duì)于建筑玻璃指標(biāo)，因此無(wú)論是生產(chǎn)企業(yè)還是建筑設(shè)計(jì)人員都必須全面準(zhǔn)確地理解遮陽(yáng)系數(shù)的內(nèi)容和應(yīng)用知識(shí)。

建筑上使用三種類型的遮陽(yáng)系數(shù)：玻璃（單片、中空等）的遮陽(yáng)系數(shù)、包含框材在內(nèi)的門窗遮陽(yáng)系數(shù)、包括外遮陽(yáng)裝置或百葉影響的綜合遮陽(yáng)系數(shù)，其中玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)是基礎(chǔ)。

1、遮陽(yáng)系數(shù)所檢測(cè)的是太陽(yáng)輻射的全光譜能量。包括300nm-2500nm波段的紫外光、可見光和近紅外光，這些光射進(jìn)入室內(nèi)后都能間生熱量。遮陽(yáng)系數(shù)越小，進(jìn)入室內(nèi)的太陽(yáng)光越少，能夠產(chǎn)生的熱量越小。遮陽(yáng)系數(shù)低并不直接意味著可見光透過(guò)率也低，因?yàn)樵诒３挚梢姽馔高^(guò)率不變時(shí)，降低近紅外透過(guò)率也可以降低遮陽(yáng)系數(shù)。

2、遮陽(yáng)系數(shù)不公包括太陽(yáng)光直接穿透玻璃進(jìn)入室內(nèi)的部分，還包括玻璃二次熱傳遞的能量。玻璃本體會(huì)吸收一部分太陽(yáng)光的能量，自身溫度升高，此時(shí)玻璃會(huì)通過(guò)輻射和對(duì)流的方式向室內(nèi)進(jìn)行第二次熱傳遞。例如某種類型的茶玻太陽(yáng)光直接透射比為50%，而它的太陽(yáng)能總透射比為63%，多出來(lái)的13%能就是茶玻吸收熱量后向室內(nèi)二次傳遞的部分，越是著色深易吸收熱量的玻璃，二次傳遞的熱量越多。

3、遮陽(yáng)系數(shù)是一個(gè)與3mm透明玻璃的比例值，不等于樣品玻璃的太陽(yáng)光總透射比。例如當(dāng)玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)為0.5時(shí)，不能認(rèn)為此塊玻璃能讓50%的太陽(yáng)輻射熱量進(jìn)入室內(nèi)，應(yīng)理解為此玻璃能透過(guò)的太陽(yáng)熱量是標(biāo)準(zhǔn)3mm白玻透過(guò)熱量的50%。當(dāng)玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)為1.0時(shí)，表示此樣品的太陽(yáng)光總透射比等于標(biāo)準(zhǔn)3mm白玻的太陽(yáng)光總航向比。遮陽(yáng)系數(shù)為0時(shí)，表示樣品既不能直接透過(guò)太陽(yáng)光，又不能吸收后二次傳遞太陽(yáng)光能量。

4、遮陽(yáng)系數(shù)控制的熱量與傳熱系數(shù)控制的熱量不是同一種熱量。后者是指由溫度差引起的熱量傳遞，前者主要針對(duì)的是太陽(yáng)輻射。

《建筑節(jié)能施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB50411-2007）（以下簡(jiǎn)稱“GB50411”）于2008年實(shí)施之后，各地建筑工程均開始了節(jié)能驗(yàn)收工作，其中就對(duì)玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)提出了進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)的要求。但是在近3年的節(jié)能驗(yàn)收工作中，我們逐漸發(fā)現(xiàn)玻璃遮陽(yáng)系數(shù)檢測(cè)存在以下的問(wèn)題：

（1）多年以來(lái)，我國(guó)的工程界一直在采用國(guó)外的標(biāo)準(zhǔn)體系與相關(guān)計(jì)算軟件，在GB50411對(duì)玻璃遮陽(yáng)系數(shù)提出進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)要求之后，相關(guān)單位多數(shù)采用國(guó)標(biāo)《建筑玻璃 可見光透射比、太陽(yáng)光直接透射比、太陽(yáng)能總透射比、紫外線反射比及有關(guān)窗玻璃參數(shù)的測(cè)定》（GB/T2680-94）（以下簡(jiǎn)稱“GB/T2680”）作為測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行玻璃的遮陽(yáng)系數(shù)測(cè)試，但是此標(biāo)準(zhǔn)中并未給出中空玻璃遮陽(yáng)系數(shù)的詳細(xì)測(cè)試、計(jì)算方法，也有依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑玻璃應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》（JGJ113-2003）（以下簡(jiǎn)稱“JGJ113”）進(jìn)行計(jì)算，更有依據(jù)國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)的情況，這就出現(xiàn)了由于標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)不同導(dǎo)致的檢測(cè)差異，對(duì)節(jié)能驗(yàn)收工作帶來(lái)了困難。

（2）按照GB/T2680，采用分光光度計(jì)進(jìn)行玻璃系數(shù)檢測(cè)時(shí)，對(duì)玻璃樣品尺寸有限制要求，多數(shù)儀器均要求在100mm×100mm以內(nèi)。GB50411規(guī)定需要對(duì)玻璃遮陽(yáng)系數(shù)進(jìn)行進(jìn)場(chǎng)復(fù)驗(yàn)，并采用現(xiàn)場(chǎng)見證取樣。目前工程使用的均為鋼化玻璃，無(wú)法切割為儀器可使用的樣品尺寸，工程檢測(cè)只能使用玻璃生產(chǎn)商另外制作的樣品，也就是無(wú)法真正實(shí)現(xiàn)工程現(xiàn)場(chǎng)見證取樣送檢，所以目前的玻璃遮陽(yáng)系數(shù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)并不完全能適應(yīng)工程驗(yàn)收需要。

我國(guó)在研究、總結(jié)歐美國(guó)家相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)之上，結(jié)合我國(guó)的工程標(biāo)準(zhǔn)，由廣東省建筑科學(xué)研究、中國(guó)建筑科學(xué)研究院等單位編制了國(guó)內(nèi)首本門窗幕墻熱工性能計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)――《建筑門窗玻璃幕墻熱工計(jì)算規(guī)程》（JGJ/T 151-2008），并于2009年5月1日起實(shí)施。JGJ/T 151對(duì)以下內(nèi)容都給出了相應(yīng)的計(jì)算方法：

（1）玻璃光學(xué)熱工性能計(jì)算；

（2）框傳熱計(jì)算（線傳熱系數(shù)法）；

（3）門窗幕墻熱工性能計(jì)算；

（4）結(jié)露性能評(píng)價(jià)、計(jì)算；

（6）遮陽(yáng)系統(tǒng)計(jì)算；

（7）通風(fēng)空氣間層傳熱計(jì)算；

（8）計(jì)算邊界條件。

第4篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 虛擬現(xiàn)實(shí)； 雙目視差； 近距顯示； 視覺(jué)舒適度

中圖分類號(hào)： TN27?34； TM417 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1004?373X（2017）01?0140?05

Abstract： The virtual reality technology developed rapidly， and has been widely used in many fields， but the traditional CAVE system is difficult to promote and popularize due to the large floor space， high cost and difficult installation and adjustment， therefore， the research and development of the portable CAVE system has great significance to the popularization and development of the virtual reality technology. According to the features of the portable CAVE system， the visual optical system was designed， the distortion correction of the projected image and random dot stereogram generation algorithm are studied， and the close range stereoscopic display system based on visual optical system adjustment was built. The subjective evaluation experiment of the visual comfort degree was designed and implemented to explore the relationship between the visual fatigue degree and parallax caused by the close range display. The visual comfort degree of the stereoscopic display system based on visual optical system was assessed. This technology provides a reference foundation for the study of the portable CAVE system， and has a certain practical significance to the development of the virtual reality technology and the study of the stereoscopic visual comfort degree.

Keywords： virtual reality； binocular disparity； close range display； visual comfort degree

0 引 言

近年恚虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展迅速，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于軍事訓(xùn)練、醫(yī)學(xué)實(shí)習(xí)、娛樂(lè)游戲等諸多領(lǐng)域。傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)雖然技術(shù)成熟，但存在一些弊端，因此便攜式CAVE系統(tǒng)的概念應(yīng)運(yùn)而生。本文搭建了近距立體顯示原型系統(tǒng)，通過(guò)主觀實(shí)驗(yàn)，探究了便攜式CAVE系統(tǒng)中雙目視差的感知深度和單眼聚焦感知深度的差異，以及用戶可接受的視覺(jué)舒適范圍，對(duì)基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的立體顯示系統(tǒng)的視覺(jué)舒適度進(jìn)行評(píng)估。

1 立體視覺(jué)舒適度的評(píng)估方法

1.1 刺激方法的選擇

為了避免視差的時(shí)間積累效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)采用雙刺激連續(xù)分級(jí)法。為控制實(shí)驗(yàn)過(guò)程中產(chǎn)生的習(xí)慣誤差，不同視差的立體圖按照隨機(jī)序列交替呈現(xiàn)，且各視差出現(xiàn)的次數(shù)相等，整個(gè)序列中在前在后的機(jī)會(huì)相等。

實(shí)驗(yàn)的具體刺激方法是：將波紋中心在零視差處的刺激物記為基準(zhǔn)圖波紋中心在其他位置的刺激物記為待評(píng)估圖每次施測(cè)依次顯示三個(gè)刺激物，其順序?yàn)榛蛘咂淠康氖菑?qiáng)迫用戶改變雙眼的輻輳角度。每個(gè)刺激物顯示1.5 s，三個(gè)刺激物共顯示4.5 s，不同視差的待評(píng)估圖像隨機(jī)出現(xiàn)。被試者要獨(dú)立地進(jìn)行觀測(cè)，選出其中一個(gè)與其他兩個(gè)波動(dòng)方向不同的刺激物，并對(duì)該過(guò)程的視覺(jué)舒適度進(jìn)行主觀評(píng)分。同一組圖像需隨機(jī)顯示兩次以便對(duì)評(píng)分結(jié)果進(jìn)行一致性檢查。

1.2 反應(yīng)指標(biāo)的選擇

反應(yīng)指標(biāo)的選擇應(yīng)依據(jù)以下原則：

（1） 無(wú)害性。所選取的反應(yīng)指標(biāo)不應(yīng)對(duì)被試者產(chǎn)生身體傷害，同時(shí)不能對(duì)被試者產(chǎn)生負(fù)面心理影響，阻礙實(shí)驗(yàn)的繼續(xù)進(jìn)行。

（2） 無(wú)干擾性。所選取的反應(yīng)指標(biāo)在測(cè)量過(guò)程中不能干擾被試者正常觀看圖像。

（3） 敏感性。所選反應(yīng)指標(biāo)應(yīng)該能夠有效地反應(yīng)出視覺(jué)舒適度和視覺(jué)疲勞程度。

根據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)主要采用主觀評(píng)估方法對(duì)視覺(jué)舒適度進(jìn)行研究。主觀評(píng)價(jià)方法更適用于對(duì)視覺(jué)舒適度進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。舒適度的主觀評(píng)價(jià)方法[1]主要是讓被試者在觀看立體圖像前后根據(jù)自身的視覺(jué)狀況填寫問(wèn)卷，并對(duì)問(wèn)卷的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 主觀量表設(shè)計(jì)方法

主觀量是指用戶對(duì)客觀刺激產(chǎn)生的主觀度量，又稱心理量[2]。在視覺(jué)實(shí)驗(yàn)中，主觀評(píng)估方法需對(duì)被試者心理量進(jìn)行測(cè)量。主觀實(shí)驗(yàn)中的心理度量表主要包括：強(qiáng)迫選擇度量表、圖示度量表和數(shù)值度量表。

（1） 強(qiáng)迫選擇度量表。強(qiáng)迫選擇度量表是在主觀評(píng)估實(shí)驗(yàn)時(shí)主試者提供一些對(duì)立相反的詞語(yǔ)讓被試者做出選擇。強(qiáng)迫選擇度量表可以避免被試者受到他人的影響，但可能會(huì)使被試者產(chǎn)生抵觸情緒，因?yàn)榇蠖鄶?shù)人不愿意讓自己處于兩難選擇的境地。

（2） 圖示度量表。圖示度量表好比一個(gè)溫度計(jì)，通常用一條直線表示，直線兩端具有相反程度的詞語(yǔ)。這條直線可以是水平的，也可以是垂直的。實(shí)驗(yàn)中被試者需在直線上做標(biāo)記，實(shí)驗(yàn)后主試者用標(biāo)尺對(duì)標(biāo)記進(jìn)行度量，將它轉(zhuǎn)換成數(shù)字并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。圖示度量表的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作較為復(fù)雜和繁瑣，本文實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)量巨大，因此圖示度量表并不適用。

（3） 數(shù)值度量表。在數(shù)值度量表中，被試者根據(jù)事先定義的數(shù)字等級(jí)進(jìn)行評(píng)定，一般為7級(jí)評(píng)分或5級(jí)評(píng)分。在視覺(jué)舒適度研究中，可設(shè)計(jì)度量表如下：非常舒適、舒適、一般、不舒適、非常不舒適。設(shè)定等級(jí)分值時(shí)可以考慮“非常不舒適”為-2分，“不舒適”為-1分，“一般”為0分，“舒適”為1分，“非常舒適”為2分；也可以考慮“非常不舒適”為1分，“不舒適”為2分，“一般”為3分，“舒適”為4分，“非常舒適”為5分。通常情況下不管哪種處理和分析得到的結(jié)果是等效的。

本文實(shí)驗(yàn)為了使被試者容易理解，考慮一般人的思維模式，將數(shù)值度量表等級(jí)設(shè)計(jì)為：“非常舒適”為1分，“舒適”為2分，“一般”為3分，“不舒適”為4分，“極不舒適”為5分。舒適度量表如表1所示。

2 近距立體顯示實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

2.1 目視光學(xué)系統(tǒng)

在便攜式CAVE系統(tǒng)中，需要利用目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)用戶眼睛的調(diào)節(jié)距離，使人眼不再聚焦于屏幕上。本文實(shí)驗(yàn)的目的是研究經(jīng)過(guò)目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后的單眼調(diào)節(jié)距離和雙眼輻輳距離的差異對(duì)用戶視覺(jué)舒適度的影響。實(shí)驗(yàn)中需通過(guò)改變目視光學(xué)系統(tǒng)的屈光度來(lái)改變被試者單眼的調(diào)節(jié)距離。考慮到人眼作為自然界的最高級(jí)光學(xué)接收系統(tǒng)，具有極強(qiáng)的自我適應(yīng)和調(diào)節(jié)能力，因此，本系統(tǒng)選用單片式目鏡即可滿足基本的成像要求。

2.2 隨機(jī)點(diǎn)立體圖的生成

隨機(jī)點(diǎn)立體圖像對(duì)的生成算法如下：

設(shè)基面為視差面為

（1） 將基面沿縱方向均分成塊，左邊第一塊區(qū)域?yàn)樵紖^(qū)，其余各塊區(qū)域均為重復(fù)區(qū)域。重復(fù)間距為d必須小于瞳距。

（2） 在原始區(qū)內(nèi)畫一個(gè)隨機(jī)點(diǎn)

（3） 令得到一新的點(diǎn)如果點(diǎn)在面內(nèi)，則令如果點(diǎn)不在面內(nèi)，則令然后在處畫出這個(gè)新點(diǎn)。

（4） 重復(fù)上述步驟（2）、步驟（3），直到圖面上布滿適當(dāng)密度的隨機(jī)點(diǎn)為止。

2.3 投影圖像的畸變矯正

本系統(tǒng)應(yīng)采用側(cè)投影的方式，在這種情況下投影圖像會(huì)產(chǎn)生畸變，應(yīng)進(jìn)行投影圖像的畸變矯正。進(jìn)行投影圖像的畸變矯正的模型是將真實(shí)投影機(jī)的投影圖像變換為虛擬投影機(jī)的投影圖像，從而恢復(fù)原始圖像[5]。其基本過(guò)程是：根據(jù)透視變換原理，先計(jì)算出投影機(jī)圖像平面到投影平面的單映矩陣，再將投影機(jī)圖像平面上的所有像素點(diǎn)乘以這個(gè)單映矩陣后進(jìn)行顯示，那么屏幕上獲得的圖像就是校正后的圖像。

3 近距立體顯示系統(tǒng)的舒適度評(píng)估實(shí)驗(yàn)

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募霸?/p>

本實(shí)驗(yàn)的主要目的是研究基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的近距立體顯示系統(tǒng)中單眼感知深度（調(diào)節(jié)距離）和雙眼感知深度（輻輳距離）[5]的差異對(duì)用戶視覺(jué)舒適度的影響。

由式（8）可知，當(dāng)眼睛到屏幕的距離和瞳距一定時(shí)，通過(guò)改變立體圖像對(duì)的水平視差可以改變被試者的雙眼感知深度（輻輳距離）。

3.2 被試者篩選及培訓(xùn)

篩選工具：數(shù)字化立體視覺(jué)檢查圖（立體視覺(jué)檢查卡、立體視銳度檢查卡）、瞳距測(cè)量尺。

本實(shí)驗(yàn)被試者的篩選流程如下：

第一步：詢問(wèn)被試者眼部的健康狀況、有無(wú)色盲、是否做過(guò)眼部手術(shù)、是否有眼部病史，如結(jié)膜炎、眼眶骨折等，篩選出眼睛健康且無(wú)病史的被試者。

第二步：進(jìn)行立體視覺(jué)測(cè)試，檢查被試者的雙目立體視覺(jué)是否正常，排除立體盲。

第三步：對(duì)立體視覺(jué)正常的被試者進(jìn)行立體視銳度測(cè)試，篩選出立體視銳度小于60 arcmin的被試者。

第四步：對(duì)被試者的年齡、性別、視力、瞳距、有無(wú)主觀實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)、是否從事立體視覺(jué)相關(guān)工作等基本信息進(jìn)行記錄[6]。

榱吮苊獗皇哉哂捎誆皇煜な笛榱鞒毯筒僮鞴程而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，實(shí)驗(yàn)前需對(duì)被試者進(jìn)行相關(guān)培訓(xùn)和模擬練習(xí)。

首先，采用無(wú)偏向性的語(yǔ)氣向被試者講解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃u(píng)價(jià)類型、評(píng)價(jià)等級(jí)和時(shí)間限制等內(nèi)容，使被試者正確透徹地理解評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)，并向被試者展示舒適度明顯不同的若干立體圖像示例。

然后，讓被試者進(jìn)行模擬練習(xí)，模擬練習(xí)的內(nèi)容與正式的實(shí)驗(yàn)過(guò)程類似。被試者連續(xù)觀看三組立體圖像后，用選擇器輸入差異圖像的編號(hào)并對(duì)該組立體圖像引起的視疲勞程度進(jìn)行評(píng)分，練習(xí)時(shí)間為3 min。

培訓(xùn)完成后，被試者即可進(jìn)行正式的主觀視覺(jué)舒適度評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

3.3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程

實(shí)驗(yàn)1：探究近距顯示引起的視覺(jué)疲勞與視差的關(guān)系

被試者佩戴屈光度為0的目視光學(xué)系統(tǒng)，在距離屏幕0.6 m的位置觀察隨機(jī)出現(xiàn)的立體圖像，并進(jìn)行視覺(jué)任務(wù)測(cè)試和主觀舒適度評(píng)分。實(shí)驗(yàn)1設(shè)定刺激物的中心到被試者的距離（輻輳距離）分別為0.79 m，0.94 m，1.15 m，1.50 m，2.14 m，3.75 m，且隨機(jī)出現(xiàn)。調(diào)節(jié)距離為0.6 m。

實(shí)驗(yàn)1共進(jìn)行36組小測(cè)試。每組測(cè)試會(huì)連續(xù)出現(xiàn)3幅立體圖像，被試者雙眼融像[7]后，可看到立體圖像出現(xiàn)正弦波紋的效果，被試者需選出一個(gè)與其他兩個(gè)正弦波動(dòng)方向不同的立體圖像，利用選擇器將它的編號(hào)輸入到主機(jī)系統(tǒng)中。然后對(duì)該組小測(cè)試產(chǎn)生的視覺(jué)疲勞癥狀進(jìn)行主觀評(píng)分。

時(shí)間安排及流程：三種位置（1，2，3）×6種輻輳距離（0.79 m，0.94 m，1.15 m，1.50 m，2.14 m，3.75 m）×2種顯示序列（B?Xi?B或Xi?B?Xi）=36次施測(cè)，每次施測(cè)時(shí)間為1 min×36次=36 min。

實(shí)驗(yàn)2：探究基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的立體視覺(jué)舒適度

被試者隨機(jī)佩戴屈光度分別為的目視光學(xué)系統(tǒng)，在距離屏幕0.6 m的位置依次進(jìn)行3個(gè)亞組的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)2中設(shè)定刺激物的中心到被試者的距離（輻輳距離）分別為0.79 m，0.94 m，1.15 m，1.50 m，2.14 m，且隨機(jī)出現(xiàn)。人眼的調(diào)節(jié)距離分別為1.09 m，1.50 m，2.40 m。

實(shí)驗(yàn)2中每個(gè)亞組各進(jìn)行30組小測(cè)試。每組測(cè)試會(huì)連續(xù)出現(xiàn)3幅立體圖像，被試者雙眼融像后，可以看到立體圖像出現(xiàn)正弦波紋的效果，被試者需選出一個(gè)與其他兩個(gè)正弦波動(dòng)方向不同的立體圖像，利用選擇器將它的編號(hào)輸入主機(jī)中，然后對(duì)該組小測(cè)試產(chǎn)生的視覺(jué)疲勞癥狀進(jìn)行主觀評(píng)分。

時(shí)間安排及流程：3種透鏡度數(shù)×3種位置（1，2，3）×5種輻輳距離（0.79 m，0.94 m，1.15 m，1.50 m，2.14 m）×2種顯示序列（B?Xi?B或Xi?B?Xi）=90次施測(cè)，每次施測(cè)調(diào)節(jié)時(shí)間為1 min×90+15 min間隔休息×2=120 min。

3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

（1） 近距顯示引起的視覺(jué)疲勞與視差絕對(duì)值[8]呈正相關(guān)

將實(shí)驗(yàn)1中24個(gè)被試者的舒適度主觀評(píng)分根據(jù)不同的輻輳距離進(jìn)行均值統(tǒng)計(jì)。當(dāng)視差取絕對(duì)值時(shí)，視差絕對(duì)值和視覺(jué)舒適度主觀評(píng)分值經(jīng)過(guò)線性擬合后得到兩者的關(guān)系模型為：

視差絕對(duì)值和視覺(jué)舒適度主觀評(píng)分值的線性相關(guān)度為具體見圖2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，視覺(jué)舒適度的主觀評(píng)分與視差值呈線性關(guān)系，也就是說(shuō)，對(duì)于近距立體顯示單眼聚焦和雙眼輻輳的不一致性所引起的視覺(jué)疲勞與立體視差值成正比關(guān)系。單眼聚焦和雙眼輻輳的差異越大，產(chǎn)生的視疲勞程度越大，這個(gè)結(jié)果與大部分研究結(jié)果相一致。

（2） 主觀舒適度與理論值的符合度基本一致

將實(shí)驗(yàn)2中24個(gè)被試者的視覺(jué)舒適度主觀評(píng)分根據(jù)不同的輻輳距離和調(diào)節(jié)距離進(jìn)行均值統(tǒng)計(jì)，并將每個(gè)亞組的理論舒適度和實(shí)驗(yàn)獲得的主觀舒適度進(jìn)行比較。

目視光學(xué)系統(tǒng)的屈光度為0.75D，1.00D，1.25D的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，如圖3～圖5所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)調(diào)節(jié)距離一定時(shí)，分別為1.09 m，1.5 m，2.4 m，由輻輳距離的改變引起的視疲勞癥狀與理論計(jì)算得到的結(jié)果在總趨勢(shì)上大體一致。在基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的立體顯示系統(tǒng)中，輻輳距離越小，符合度越好。在相同視差條件下，經(jīng)過(guò)目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)后產(chǎn)生更大的不適感。

（3） 視差舒適度曲線

將實(shí)驗(yàn)2中三個(gè)亞組的所有情況的視差值與主觀舒適度評(píng)分進(jìn)行綜合統(tǒng)計(jì)，繪制舒適度曲線如圖6所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的立體顯示系統(tǒng)中，視差絕對(duì)值越小，視覺(jué)舒適度越高。在同等視差條件下，非交叉視差的舒適度優(yōu)于交叉視差。與傳統(tǒng)立體顯示設(shè)備相比，舒適視域向非交叉視差方向偏移。

4 結(jié) 論

本文在充分了解雙目立體視覺(jué)原理、視差型立體顯示技術(shù)原理、立體顯示引起視覺(jué)疲勞的根本原因等理論知識(shí)的基礎(chǔ)上，搭建近距虛擬現(xiàn)實(shí)顯示系統(tǒng)原型作為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)研究了基于目視光學(xué)系統(tǒng)調(diào)節(jié)的立體顯示系統(tǒng)的視覺(jué)舒適度問(wèn)題。對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展和立體視覺(jué)舒適度的研究具有一定的實(shí)際意義。

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第5篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：分光光度計(jì)；紅外光譜儀；建筑材料檢測(cè)

中圖分類號(hào)：O434.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

可見分光光度計(jì)與紅外光譜儀都是現(xiàn)代測(cè)試儀器，通過(guò)傳統(tǒng)的技術(shù)不斷進(jìn)行創(chuàng)新改革，已經(jīng)發(fā)展成為功能廣泛、應(yīng)用穩(wěn)定的設(shè)備，在我國(guó)的多個(gè)行業(yè)已經(jīng)開始進(jìn)行運(yùn)用，如食品、衛(wèi)生與科學(xué)研究行業(yè)，并逐漸成為主要測(cè)試方法。

在建筑材料檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)于以上提到的可見分光光度計(jì)與紅外光譜儀應(yīng)用也已經(jīng)開始成為常見現(xiàn)象。通過(guò)多年的實(shí)踐，工程師對(duì)于分光光度計(jì)與紅外光譜儀在化學(xué)分析與隔熱涂料與玻璃檢測(cè)方面都有了很好的掌握。不同的分析目的利用了設(shè)備的不同性質(zhì)?；瘜W(xué)分析則主要是利用分光光度計(jì)定量分析物質(zhì)的含量，如空氣污染物的含量等。

儀器簡(jiǎn)介

2.1分光光度計(jì)

分光光度計(jì)主要是對(duì)光的強(qiáng)度進(jìn)行檢測(cè)的儀器，主要作用基理是通過(guò)對(duì)不同波長(zhǎng)的混合光進(jìn)行分離檢測(cè)的方式。比色法是分光光度法檢測(cè)的基礎(chǔ)，分光光度計(jì)法測(cè)試主要對(duì)可見光區(qū)、紫外光區(qū)與紅外光區(qū)進(jìn)行檢測(cè)。要求光譜帶的寬度低于35nm，在紫外線區(qū)域可以達(dá)到1nm以下，具有非常高的精度。根據(jù)使用波長(zhǎng)的不同，可以分為紫外光區(qū)分光光度計(jì)、可見光光區(qū)分光光度計(jì)與紅外光區(qū)分光光度計(jì)、萬(wàn)用分光光度計(jì)。[1]

2.2紅外光譜儀

紅外光譜儀最開始發(fā)展是起源于二十世紀(jì)的七十年代，它的作用原理是光的相干性，根據(jù)這種基理而進(jìn)行設(shè)計(jì)的干涉型紅外分光光度計(jì)，與一般的根據(jù)光衍射而設(shè)計(jì)成的色散型紅外分光光度計(jì)大大不同，稱為第三代紅外光譜儀。光源發(fā)出的輻射經(jīng)干涉儀轉(zhuǎn)變?yōu)楦缮婀?，?jīng)過(guò)試樣后，包含的光信息傳輸?shù)接?jì)算機(jī)，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)上的傅立葉變換解析成普通的譜圖。

從結(jié)構(gòu)上來(lái)講，紅外光譜儀主要由以下幾部分組成，首先是紅外光源，其次是干涉儀，另外還需要樣品室、檢測(cè)器、電子計(jì)算機(jī)。完善的組成讓紅外光譜儀發(fā)揮了更高效的功能。

建筑材料檢測(cè)應(yīng)用

分光光度計(jì)與紅外光譜儀的應(yīng)用范圍十分廣泛，第一種是測(cè)定某溶液內(nèi)的物質(zhì)含量，第二是通過(guò)光譜分析做物質(zhì)的定量分析與純度分析；第三是根據(jù)物質(zhì)的紅外吸收光譜特性進(jìn)行定性分析與結(jié)構(gòu)分析，第四是根據(jù)物質(zhì)的組分吸收峰強(qiáng)度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行光譜定量分析。

在建筑行業(yè)內(nèi)，分光光度計(jì)與紅外光譜儀主要是在三個(gè)方面應(yīng)用廣泛，一是化學(xué)分析，二是玻璃陶瓷，第三是隔熱材料。[2]

3.1化學(xué)分析

可見光分光光度計(jì)與紅外光譜儀主要對(duì)室內(nèi)某種氣體的質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)，隨著現(xiàn)代材料的出現(xiàn)，對(duì)于家居裝飾安全起到巨大的安全隱患，含有不合格氣體的建筑產(chǎn)品將不允許被使用。裝飾材料的不合格將會(huì)對(duì)業(yè)主起到極大的健康威脅。采用可見光分光光度法可以對(duì)空氣中的甲醛與氨氣進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)裝飾材料中的甲醛散發(fā)到空氣中時(shí)，這種氣體將會(huì)與水進(jìn)行溶合，之后與酚試劑產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，生成的嗪將會(huì)在酸性溶液中與鐵離子形成藍(lán)綠化合物，通過(guò)使用分光光度計(jì)對(duì)溶液的吸光度進(jìn)行測(cè)試。按照顏色的深與淺，來(lái)與水進(jìn)行對(duì)比。而氨氣則可以通過(guò)硫酸來(lái)進(jìn)行吸收，在亞硝基鐵氰化鈉及次氯酸鈉存在下，與水楊酸生成藍(lán)綠色的靛酚藍(lán)染料，根據(jù)顏色深淺，比色定量。形成的銨酸溶液，與次氯酸鈉溶液將也會(huì)形成化學(xué)反應(yīng)，通過(guò)一定的催化劑形成良好的色彩變化，在697.5nm波長(zhǎng)處，采用分光光度計(jì)進(jìn)行比色分析，確定氨氣濃度。[3]

分光光度計(jì)在衛(wèi)生方面的應(yīng)用主要是對(duì)二氧化氮、硫酸、氯氣等進(jìn)行含量測(cè)定?？諝庵械亩趸虮患兹┚彌_溶液吸收后，生成穩(wěn)定的羥甲基磺酸加成化合物。在樣品溶液中加入氫氧化鈉使加成化合物分解，釋放出的二氧化硫與副玫瑰苯胺、甲醛作用，生成紫紅色化合物，根據(jù)顏色的深淺用分光光度計(jì)在577nm處進(jìn)行測(cè)定，確定物質(zhì)含量。

建筑行業(yè)中對(duì)鋼材的應(yīng)用較為廣泛，鋼鐵中對(duì)于猛、硅、磷等物質(zhì)含量要求較高，而一些鋼的命名也是根據(jù)這些內(nèi)含物質(zhì)的量來(lái)進(jìn)行確定的。利用分光光度計(jì)所進(jìn)行的吸光度測(cè)試，與相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，確保了測(cè)定的準(zhǔn)確度與精確性。在建筑行業(yè)中已經(jīng)取得了不錯(cuò)的成績(jī)。

3.2玻璃光學(xué)性能檢測(cè)

分光光度計(jì)與紅外光譜儀結(jié)合對(duì)于玻璃光學(xué)性能的檢測(cè)起著重要的作用。當(dāng)前在建筑物表面使用玻璃的情況越來(lái)越多，尤其是一些政府機(jī)構(gòu)與展示建筑、地標(biāo)性建筑等大型建筑物對(duì)玻璃的需求技術(shù)含量與玻璃需求總量都非常高。這就對(duì)玻璃的光學(xué)性能提出了較高的要求。玻璃的節(jié)能指標(biāo)主要有玻璃可見光透射比、遮陽(yáng)系數(shù)。利用分光光度計(jì)與紅外光譜儀檢測(cè)的透射值與反射值來(lái)進(jìn)行計(jì)算，從而對(duì)玻璃的光學(xué)性能進(jìn)行評(píng)估。目前國(guó)家已經(jīng)相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)光學(xué)性能的計(jì)算方法進(jìn)行了明確。對(duì)于可見光與紫外光，要通過(guò)分光光度計(jì)測(cè)得玻璃相應(yīng)光譜范圍的透反射值，再根據(jù)權(quán)重進(jìn)行卷積，算出光學(xué)數(shù)據(jù)。而太陽(yáng)光則需要這兩種設(shè)備結(jié)合使用，透反射與二次輻射熱諸多數(shù)據(jù)進(jìn)行結(jié)合，才能計(jì)算出總透射比與遮陽(yáng)系數(shù)。[4]

3.3隔熱涂料檢測(cè)

在我國(guó)建筑行業(yè)，隨著人們生活水平的提高，對(duì)于家居裝修的質(zhì)量也提出了更高的要求，美觀大氣成為未來(lái)裝飾行業(yè)發(fā)展的目標(biāo)。在家居裝飾中，不可缺少的就是對(duì)墻壁的噴涂。使用的涂料中就很可能會(huì)加有甲醛，同時(shí)在一些木質(zhì)家具上同樣也會(huì)有甲醛存在。當(dāng)涂料噴涂完成、家具已經(jīng)搬進(jìn)室內(nèi)后，將會(huì)把甲醛散發(fā)到室內(nèi)的空氣中。對(duì)于涂料中的甲醛含量測(cè)定，與空氣中的甲醛含量測(cè)試有著相同的基理。分光光度計(jì)與紅外光譜儀二者結(jié)合，對(duì)于檢測(cè)相關(guān)的國(guó)家室內(nèi)裝飾裝修材料中的有害物質(zhì)，可以測(cè)試出精確數(shù)據(jù)。

4.其他建筑檢測(cè)行業(yè)中技術(shù)的應(yīng)用

雖然分光光度計(jì)與光譜儀對(duì)空氣中的甲醇含量可以進(jìn)行準(zhǔn)確的檢測(cè)，但由于存在其它的客觀因素或是設(shè)備的條件影響，只能在環(huán)境相對(duì)較好的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所進(jìn)行，測(cè)試費(fèi)用較高，變色酸分光光度法操作簡(jiǎn)單可行，獲得一致好評(píng)?？諝庵械募状急凰任眨谒嵝詶l件下，甲醇被高錳酸鉀氧化成甲醛，再與變色酸作用生成紫色化合物，以變色分光光度法測(cè)定甲醇含量。一般來(lái)講，甲醇在0.5-85ug/5mL范圍時(shí)會(huì)符合朗伯比爾定律，摩爾吸光系數(shù)約為二萬(wàn)級(jí)，對(duì)于環(huán)境空氣與工業(yè)污染排放中的氣體質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)。采用這種方法進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)果相對(duì)準(zhǔn)確，值得采納。

對(duì)于同一個(gè)顏料樣品采用不同單位測(cè)量，雖然取樣方法相同，但標(biāo)準(zhǔn)光源不同，波長(zhǎng)間隔與結(jié)果的表達(dá)方式都會(huì)有所不同，結(jié)果自然不一樣。目前在建筑材料檢測(cè)中出現(xiàn)了光電積分測(cè)色儀，精度約為1%，但它有一定的缺陷，如標(biāo)準(zhǔn)光源的誤差大；照明光源與光電池的老化對(duì)于測(cè)量的準(zhǔn)確度影響大，不利于正確判斷。目前采用自動(dòng)記錄的分光光度計(jì)是最新的趨勢(shì)，可以對(duì)透反射光均進(jìn)行測(cè)定。分光光度計(jì)測(cè)量精度一般為0.1%，功能齊全，精度非常高。[5]

現(xiàn)代建筑的外墻多采用隔熱材料，這種材料可以讓建筑主體在夏天不至于受外界高溫的影響，室內(nèi)能夠保持一個(gè)較低的溫度，而在冬天室內(nèi)的溫度則可以進(jìn)行有效的保持，形成資源節(jié)約，節(jié)能減排，是未來(lái)的一大趨勢(shì)。熱反射隔熱涂料是一種典型的隔熱材料，在陽(yáng)光照射下，可以讓物體的溫度升溫低，大大降低了熱輻射危害。分光光度計(jì)對(duì)反射值進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)不同的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算，得出最終的太陽(yáng)光透射比。

另外在遮陽(yáng)產(chǎn)品的性能檢測(cè)方面，這種檢測(cè)手段也起到重要的作用。現(xiàn)代建筑的屋頂多采用玻璃結(jié)構(gòu)，在帶來(lái)美觀的同時(shí)，也會(huì)帶來(lái)采暖與制冷上的能源消耗問(wèn)題，采用建筑遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)將會(huì)起到重要的節(jié)能意義。利用分光光度計(jì)對(duì)遮陽(yáng)織物在紫外區(qū)域的光譜透射值，利用不同的權(quán)重進(jìn)行卷積計(jì)算，最后得出紫外線的透射比。[6]

5.結(jié)語(yǔ)

分光光度計(jì)與紅外光譜儀除了在傳統(tǒng)的行業(yè)檢測(cè)外，在建筑行業(yè)的材料檢測(cè)方面同樣存在著極大的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)多個(gè)方面的分析，分光光度計(jì)與紅外光譜儀將會(huì)在包括建筑行業(yè)在內(nèi)的多個(gè)行業(yè)進(jìn)行深入發(fā)展。分光光度計(jì)與紅外光譜儀技術(shù)在建筑材料檢測(cè)領(lǐng)域也將會(huì)發(fā)揮更大的作用,推動(dòng)行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步與質(zhì)量提升。

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[2]平建峰.基于納米功能材料的乳品安全和品質(zhì)快速檢測(cè)方法與儀器研究[D].浙江大學(xué),2012.

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[4]周香珍.紫外-可見分光光度法及近紅外光譜技術(shù)在甘草質(zhì)量快速分析中的應(yīng)用研究[D].北京中醫(yī)藥大學(xué),2012.

第6篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：高科技；醫(yī)療；維修

中圖分類號(hào)：R197.39文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2015）09-0033-2

作者簡(jiǎn)介：劉?。?970.7-）男，本科，工程師，研究方向：醫(yī)療器械維修；張偉（1971.1-）男，本科，工程師，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用

面對(duì)新型復(fù)雜的醫(yī)療設(shè)備，醫(yī)療機(jī)械維修部門要保證醫(yī)療器械的正常運(yùn)行，必須有高科技人才、高科技維修手段和工具。

1高科技在醫(yī)療器械維修中的應(yīng)用

在醫(yī)療器械的使用中，難免會(huì)發(fā)生故障，幫助醫(yī)療器械恢復(fù)功能以及性能，是醫(yī)療器械維修的主要工作。但是，面對(duì)不斷精進(jìn)的醫(yī)療器械設(shè)備，維修的難度增高，技術(shù)性要求越來(lái)越高，對(duì)維修工作帶來(lái)巨大挑戰(zhàn)。

1.1高科技在醫(yī)療器械維修中的必要性

醫(yī)院診療過(guò)程中，先進(jìn)、精密的儀器越來(lái)越重要，不僅提高了臨床會(huì)診的效果，也提升了醫(yī)院的競(jìng)爭(zhēng)力，帶來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。但是，很多醫(yī)院沒(méi)有對(duì)醫(yī)療器械維修管理工作引起重視，對(duì)其投入不足，導(dǎo)致醫(yī)療器械維修水平低下。因此，提高醫(yī)院醫(yī)療器械維修管理水平，不僅要引進(jìn)現(xiàn)代化器械，還要將高科技運(yùn)用到維修工作，真正成為高科技醫(yī)療器械正常運(yùn)行的支撐。

1.2高科技的應(yīng)用

1.2.1高科技人才

高科技人才無(wú)論在先進(jìn)醫(yī)療器械的使用，還是故障維修中，均起著決定性作用。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、傳感器、自動(dòng)化控制等新興技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用在醫(yī)療器械中。原有的維修知識(shí)和技能根本不能滿足現(xiàn)代化需求，技術(shù)人員必須掌握一定的計(jì)算機(jī)軟、硬件的知識(shí)，以及自動(dòng)控制原理、模擬電路等知識(shí)，此外，技術(shù)人員必須有獨(dú)立思考和解決問(wèn)題的能力，才能對(duì)高科技醫(yī)療器械故障維修得心應(yīng)手。

1.2.2高科技維修工具

目前來(lái)看，大規(guī)模集成電路在高科技醫(yī)療器械中占主導(dǎo)地位。萬(wàn)能表、普通示波器已不能夠滿足高科技設(shè)備的維修要求，需要新型工具，如集成電路在線測(cè)試儀、智能示波器等。這些先進(jìn)檢修工具的運(yùn)用，很大程度提升了醫(yī)療器械的維修水平?，F(xiàn)在的電路板大多是多層板，原件焊下檢測(cè)會(huì)損壞電路板，維修起來(lái)很麻煩。智能集成電路在線測(cè)試儀實(shí)現(xiàn)了集成芯片的在線測(cè)試。主要是通過(guò)計(jì)算機(jī)中存在的庫(kù)文件，比較集成電路芯片的邏輯功能，并判斷其工作有無(wú)異常。此外，集成電路在線監(jiān)測(cè)儀還具有學(xué)習(xí)功能、LSI分析功能、離線測(cè)試功能等。在線測(cè)試儀最大化縮小了檢修范圍，極大地提高了維修效率。在近幾年引用的大、中型醫(yī)療器械設(shè)備中，廣泛運(yùn)用了SMT表面貼裝技術(shù)。這一類型的電路板，普通電烙鐵無(wú)法拆裝板上的原件。然而，“焊接工作站”，利用這種高科技產(chǎn)品，對(duì)SMT表面貼裝技術(shù)線路板進(jìn)行維修，可以簡(jiǎn)便很多。此種焊接工作站適用于拆裝各種集成電路芯片、幾十類其他元件拆裝焊頭。并且，焊頭溫度調(diào)節(jié)由電腦控制，精準(zhǔn)到只有1℃以內(nèi)的誤差。儀器具有脈沖加熱、電鍍工能，操作方便，應(yīng)用廣泛［1］。

1.2.3高科技手段

高科技手段作為現(xiàn)代化醫(yī)療器械維修的支柱。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不僅在其他行業(yè)領(lǐng)域運(yùn)用較多，在醫(yī)療器械應(yīng)用中也非常重要。計(jì)算機(jī)光盤資料十分豐富，可以包含數(shù)十本工程技術(shù)人員手冊(cè)以及大量電子元器件數(shù)據(jù)，放入計(jì)算機(jī)中對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、查詢都十分便捷。進(jìn)口設(shè)備相較于國(guó)產(chǎn)設(shè)備，使用壽命更長(zhǎng)，可靠性高。但進(jìn)口醫(yī)療器械中有些元件是專用原件，具有專業(yè)性和特殊性。一旦出現(xiàn)故障，由于機(jī)器自帶資料不足，不能夠精確掌握設(shè)備的原理，加上損壞部件在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上很難買到，商往往是不愿意兜售的，或者就算買到，精準(zhǔn)度也常常不能達(dá)到設(shè)備要求，嚴(yán)重影響了設(shè)備的維修速度和維修質(zhì)量。醫(yī)院維修部技術(shù)人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)搜索引擎，搜索國(guó)外的生產(chǎn)廠家和相關(guān)說(shuō)明文，或者與生產(chǎn)廠家直接聯(lián)系，購(gòu)買時(shí)間短、價(jià)格低，極大提高了工作效率。另外，還可以下載共享軟件，對(duì)設(shè)備的升級(jí)和維修都有很大幫助。此外，技術(shù)人員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)閱讀最新的醫(yī)療設(shè)備咨詢，獲取更多國(guó)外最近醫(yī)療設(shè)備的信息，提高自身專業(yè)素養(yǎng)。由此可見，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)療器械維修工作中的地位。

2高科技管理

現(xiàn)代醫(yī)院所使用的醫(yī)療設(shè)備資產(chǎn)保有量比較大，如果維修醫(yī)療設(shè)備采用手工做賬，就會(huì)存在很大的誤差，查閱起來(lái)也很麻煩?？傊?，花費(fèi)了大量的人力和財(cái)力，卻沒(méi)有可觀的實(shí)效。依靠計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)，既提高了醫(yī)療器械設(shè)備的維修效率，又增加了維修工作的透明度。醫(yī)療器械維修管理系統(tǒng)具有很實(shí)用的特點(diǎn)。采用SQL2000數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，聯(lián)機(jī)處理各種數(shù)據(jù)和電子商務(wù)各方面問(wèn)題，擴(kuò)大了醫(yī)療器械維修規(guī)模；合理監(jiān)督醫(yī)療器械維修，通過(guò)計(jì)算機(jī)連接了各科室和各部門，醫(yī)療器械設(shè)備維修中所需要任何數(shù)據(jù)和記錄都可以在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)得到共享，擁有非常順暢的數(shù)據(jù)流動(dòng)性。醫(yī)院領(lǐng)導(dǎo)能夠?qū)崟r(shí)掌握醫(yī)療設(shè)備的維護(hù)、檢修情況，可以及時(shí)針對(duì)問(wèn)題提出解決措施。此外，醫(yī)療器械維修管理系統(tǒng)能夠分類管理醫(yī)療設(shè)備的使用時(shí)長(zhǎng)和評(píng)估設(shè)備壽命，可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)資源，及時(shí)更新器械運(yùn)用，和補(bǔ)充設(shè)備所需資料。醫(yī)療器械維修管理系統(tǒng)，還能夠幫助維修技術(shù)人員查找設(shè)備維修所需資料。醫(yī)院工程科室的領(lǐng)導(dǎo)通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，及時(shí)了解設(shè)備維修技術(shù)人員的具體情況，并得到設(shè)備維修人員績(jī)效考核的計(jì)算結(jié)果，以及醫(yī)院其他科室的服務(wù)指數(shù)結(jié)果，有利于加強(qiáng)醫(yī)院的管理，提高醫(yī)院各方面的工作水準(zhǔn)。

3幾類高科技技術(shù)工具應(yīng)用介紹

3.1醫(yī)用計(jì)算機(jī)

計(jì)算機(jī)故障一般是軟件和硬件兩方面的問(wèn)題，軟件方面常見的故障是系統(tǒng)問(wèn)題，解決途徑也很簡(jiǎn)單，一般通過(guò)恢復(fù)系統(tǒng)和殺毒操作等。硬件出現(xiàn)問(wèn)題的話，就需要修復(fù)和更換一些電子器件。

3.2觸覺(jué)鉗

觸覺(jué)鉗是醫(yī)療器械維修中機(jī)電一體化的應(yīng)用之一，在醫(yī)療器械維修中應(yīng)用廣泛。主要根據(jù)醫(yī)學(xué)鉗子系統(tǒng)的觸覺(jué)以及力的反饋能力，進(jìn)行醫(yī)療機(jī)器人的開發(fā)、信息采集和傳遞，獲取充分觸覺(jué)信息，觸覺(jué)鉗的雙邊遠(yuǎn)程遙控操作的同步性和反饋性非常重要［2］。

3.3光學(xué)儀器

科研人員逐漸深入認(rèn)識(shí)到光的本質(zhì)，并極大地助力于現(xiàn)代光學(xué)研究，推動(dòng)了光學(xué)儀器的開發(fā)應(yīng)用，幫助醫(yī)療器械維修解決了很多難題，被廣泛運(yùn)用于儀器的檢測(cè)和維修。

4結(jié)語(yǔ)

在今后，需要不斷加強(qiáng)高科技在醫(yī)療器械維修中的研究和應(yīng)用，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化，推動(dòng)醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

［1］王軍驊，李燕.幾種新型工具及材料在醫(yī)療儀器維修中的應(yīng)用［J］.醫(yī)療設(shè)備信息，2001（9）：66.

第7篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞： 偏光片；偏振光學(xué)；原理；制造；檢驗(yàn)

中圖分類號(hào)：TN949.199 　 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

A Course of Polarizer Knowledge

Part Five The Properties and Examination of Polarizer

FAN Zhi-xin

(Shenzhen Sunnypol Optoelectronics Co., Ltd., Shenzhen Guangdong 518106, China; Department of Applied Physics, Hebei University of Technology, Tianjin 300401, China)

Abstract: This paper summarize the polarizer knowledge in detailed, include about of the invention and application of polarizer, the basic of polarization optics, the principle of polarizing devices, the structure and manufacture of polarizer, the properties and examination of polarizer, and the technology development and market state of polarizer. It have a common direct sense for new recruits in polarizer industry and a refer value for polarizer research workers.

Keywords: polarizer; polarization optics; principle; manufacture; examination

1　偏光片的性能及指標(biāo)

LCD偏光片的基本性能指標(biāo)主要有：光學(xué)性能、耐久性能、粘接特性、外觀性能以及其它特殊性能幾個(gè)方面。

1.1　偏光片的光學(xué)性能

偏光片的光學(xué)性能包括：偏振度、透光率和色調(diào)三項(xiàng)主要性能指標(biāo)，其它還包括防紫外線性能以及半透射型偏光片半透膜的透光率、全反射率和漫反射率指標(biāo)。在一般LCD產(chǎn)品的使用中，要求偏振度和透光率性能指標(biāo)越高越好。偏振度和透光率越高，LCD顯示器件的顯示效率就越高，相對(duì)能耗就小。但對(duì)常規(guī)碘染色的偏光片產(chǎn)品而言，偏振度和透光率是一對(duì)矛盾，偏振度越高，透光率就會(huì)越低，而且還要受到色調(diào)的約束，因此一般普通型偏光片產(chǎn)品的偏振度都在90～99%之間，透光率在41%～44%之間。三利譜偏光片透射型透光率在42%以上，偏振度在98%以上；反射型反射率在27%以上，偏振度在98%以上；半透射系列透光率為4～24%，反射率為16～28%，偏振度在98%以上；黑白STN系列透光率在42%以上，偏振度在98%以上；彩色STN系列透光率在42%以上，偏振度在99.9%以上；OLED系列透光率在43%以上，偏振度在99.9%以上；3D系列透光率在41%以上，偏振度在98%以上；TFT系列透光率在43%以上，偏振度在99.9%以上。色調(diào)指標(biāo)主要為滿足人們的視覺(jué)習(xí)慣，同時(shí)要求偏光片產(chǎn)品的色調(diào)偏差要小，以保證LCD產(chǎn)品最終色調(diào)的一致性，這主要由偏光片產(chǎn)品的色度坐標(biāo)參數(shù)值和它們的控制公差范圍來(lái)標(biāo)識(shí)，一般控制公差的范圍越小越好。

1.2　偏光片的耐久性能

偏光片的耐久性技術(shù)指標(biāo)包括耐高溫、耐濕熱、耐低溫和耐冷熱沖擊四項(xiàng)，其中最重要的是耐濕熱性能指標(biāo)的高低。耐高溫是指偏光片在恒定烘烤溫度下的耐溫工作條件，目前根據(jù)偏光片的技術(shù)等級(jí)，通常分為通用型：工作溫度為70℃×500HR；中耐久型：工作溫度為80℃×500HR；高耐久型：工作溫度在90℃×500H以上這三個(gè)等級(jí)。耐濕熱技術(shù)指標(biāo)是指偏光片在恒溫恒濕條件下的耐濕熱工作性能，通常也分為三個(gè)技術(shù)等級(jí)，即通用型：濕熱工作條件為40℃×90%RH×500HR；中耐久型：濕熱工作條件為60℃×90%RH×500HR；高耐久型：濕熱工作條件為：70℃×95%RH×500HR以上。由于構(gòu)成偏光膜的基本材料PVA膜和碘及碘化物都是極易水解的材料，同時(shí)也由于偏光片所使用的壓敏膠在高溫高濕條件下容易劣化，因此，在偏光片的耐久性技術(shù)指標(biāo)中最重要的就是耐高溫和耐濕熱指標(biāo)，如果耐高溫和耐濕熱指標(biāo)通過(guò)，其它耐久性能指標(biāo)通常都不會(huì)發(fā)生問(wèn)題。

1.3　偏光片的粘結(jié)性能

偏光片的粘接特性技術(shù)指標(biāo)主要指偏光片壓敏膠的各項(xiàng)特性，一般包括：壓敏膠與玻璃基板之間的剝離力、壓敏膠與剝離膜之間的剝離力、偏光片保護(hù)膜與偏光片之間的剝離力以及壓敏膠的粘接耐久性。壓敏膠與玻璃基板之間的剝離力也稱粘合劑的粘接強(qiáng)度，這是LCD偏光片產(chǎn)品最重要的粘接特性指標(biāo)。這個(gè)技術(shù)指標(biāo)通常用日本電子機(jī)械工業(yè)協(xié)會(huì)規(guī)格EIAJ-ED-2521A標(biāo)準(zhǔn)來(lái)加以測(cè)定，以g/25mm為單位來(lái)表示，通常LCD偏光片壓敏膠對(duì)玻璃基板的剝離力都規(guī)定在500g/25mm以上，而實(shí)際使用中上限一般在1,000g/25mm以下。有實(shí)際的事例表明，當(dāng)粘合劑對(duì)玻璃基板的剝離力在500g/25mm以下時(shí)，會(huì)發(fā)生偏光片在玻璃屏表面粘合后自動(dòng)剝離和翹曲的現(xiàn)象。

1.4　偏光片的外觀指標(biāo)

偏光片的外觀性能技術(shù)指標(biāo)主要是指偏光片產(chǎn)品的表面平整度和外觀欠點(diǎn)的個(gè)數(shù)，這些技術(shù)指標(biāo)主要影響偏光片產(chǎn)品在貼片時(shí)的利用率。這些技術(shù)指標(biāo)在偏光片行業(yè)通常都有著較為一致的技術(shù)規(guī)定，一般為每張偏光片產(chǎn)品（500×1,000mm）15個(gè)以下不大于150μm的欠點(diǎn)。由于偏光片產(chǎn)品的最終外觀檢查都是采用人工目視檢查，因此在偏光片產(chǎn)品批量生產(chǎn)過(guò)程中，外觀欠點(diǎn)的分布會(huì)有一定的離散分布，對(duì)此，各個(gè)偏光片生產(chǎn)企業(yè)都是采用一定的內(nèi)控規(guī)格與交貨規(guī)格的差值來(lái)保證交貨質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但應(yīng)該注意，由于150μm已經(jīng)是接近人眼目視分辨的最小極限，尤其是在工業(yè)化大批量生產(chǎn)過(guò)程中，檢查人員在長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)中還會(huì)產(chǎn)生視覺(jué)疲勞，因此150μm的欠點(diǎn)檢查標(biāo)準(zhǔn)是較為合理可信的。

1.5　影響偏光片性能指標(biāo)的主要因素

影響偏光片性能的主要因素都與偏光片的基本性能指標(biāo)有關(guān)。影響偏光片光學(xué)性能技術(shù)指標(biāo)的主要影響因素包括：偏光膜材料的選擇、染色材料的選擇、偏光膜染色、拉伸工藝條件的選擇以及設(shè)備能力的限制。這些都涉及到偏光片生產(chǎn)的核心技術(shù)，因此偏光片生產(chǎn)企業(yè)對(duì)這些材料和工藝條件的選擇都是十分慎重的，一般不會(huì)輕易變更。一旦偏光片生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品為客戶所認(rèn)定通過(guò)，偏光片生產(chǎn)企業(yè)就會(huì)采取嚴(yán)格的生產(chǎn)質(zhì)量管理措施，來(lái)保證偏光片產(chǎn)品光學(xué)性能的穩(wěn)定。

偏光片產(chǎn)品耐久性技術(shù)指標(biāo)實(shí)際包括二個(gè)方面的耐久性指標(biāo)：偏光片的耐久性和壓敏膠粘合劑的耐久性。影響偏光片耐久性的主要影響因素包括：偏光片基本材料的選擇、染色材料的選擇以及偏光片染色、拉伸、復(fù)合的工藝條件等要素。一般而言，偏光片所選用的PVA膜分子量越大、拉伸倍率越高，則偏光片的耐久性越好，反之也是一樣。同時(shí)偏光片在生產(chǎn)過(guò)程中的著色度越好，所用染料的抗解能力越強(qiáng)，則偏光片的耐久性也就越好，因此染料系偏光片的耐久性要遠(yuǎn)好于碘染色系偏光片產(chǎn)品的耐久性。

影響壓敏膠粘合劑耐久性的主要因素包括：粘合劑配方的選擇、粘合劑溶劑的選擇、粘合劑調(diào)和工藝條件的選擇、粘合劑干燥工藝條件的選擇以及粘合劑儲(chǔ)存條件的選擇。應(yīng)該注意，粘合劑的耐久性指標(biāo)是一個(gè)綜合性指標(biāo)，它的影響是多方面的，而且這是偏光片生產(chǎn)的另一個(gè)核心技術(shù)，一般偏光片生產(chǎn)企業(yè)在確定了粘合劑的工藝條件之后都不會(huì)輕易改變，并且有著嚴(yán)格的工藝質(zhì)量管理要求，否則極易造成批量的產(chǎn)品不良。

影響偏光片外觀性能的主要因素也是多方面的，主要有：偏光片生產(chǎn)的環(huán)境凈化條件、偏光片生產(chǎn)的材料選擇、偏光片生產(chǎn)的設(shè)備條件、偏光片生產(chǎn)的工藝流程和工藝配方、偏光片包裝、儲(chǔ)存、運(yùn)輸條件，以及偏光片在客戶使用時(shí)的存放環(huán)境和加工方法?？傊?，偏光片是一種非常"嬌氣"的產(chǎn)品，必須仔細(xì)地加以保管和使用，否則就很容易造成表面凹點(diǎn)、黑點(diǎn)和翹曲等表面不良的出現(xiàn)。

1.6　偏光片的選用規(guī)則

A+級(jí)產(chǎn)品的面片，原則上選用原廠整張偏光片，部分產(chǎn)品可用TFT無(wú)旋光三角料；底片原則上選用原廠整張偏光片。A級(jí)產(chǎn)品的面片，一般選用原廠等級(jí)整張偏光片，TFT無(wú)旋光三角料，或是庫(kù)存量較多TFT邊角料偏光片，或者是以后是采購(gòu)主要渠道供應(yīng)商的TFT邊角料偏光片，底片用原廠等級(jí)整張偏光片或復(fù)合底片。B級(jí)產(chǎn)品的面片，盡量使用庫(kù)存量較少TFT邊角料偏光片、碎料片，或者是以后不再是采購(gòu)主要渠道供應(yīng)商的TFT邊角料偏光片，底片用復(fù)合底片?？蛻粲刑厥庖髸r(shí)，按客戶要求選用特殊偏光片。

1.7　偏光片的使用方法

輕拿輕放，不能用硬物在表面上推劃，取放時(shí)不能折疊。對(duì)等級(jí)片和邊角料片在投入生產(chǎn)前要進(jìn)行分色篩選。貼片時(shí)，一定要讓LCD表面上殘留的清潔液完全揮發(fā)干凈后，才能貼上偏光片。超寬溫偏光片分切時(shí)一定要膠水面朝下放置。

1.8　偏光片的貯存及搬運(yùn)方法

偏光片的貯存方法：偏光片應(yīng)貯存在室溫條件下，濕度在75%以下遮光保存；貯放時(shí)要求平放；供應(yīng)商完整包裝偏光片，按供應(yīng)商標(biāo)識(shí)的堆放高度和堆放位置堆放；快遞包裝的偏光片、散裝堆偏光片，堆放時(shí)每300張需單獨(dú)隔離支撐堆放。偏光片的搬運(yùn)方法：偏光片搬運(yùn)時(shí)要放置在搬運(yùn)物最上層，高度不能超過(guò)規(guī)定的堆放高度，并且要輕拿輕放，不能豎放，不能碰壓。儲(chǔ)存條件：產(chǎn)品應(yīng)密封好，儲(chǔ)存在通風(fēng)良好、干燥的庫(kù)房中，溫度為23±2℃，濕度為60±5%RH；產(chǎn)品的內(nèi)包裝開封后，要及時(shí)使用，并按照規(guī)定的儲(chǔ)存環(huán)境存放；在庫(kù)房堆放時(shí)高度不得超過(guò)10箱。包裝：產(chǎn)品每一片之間用隔離紙進(jìn)行防壓隔離，產(chǎn)品內(nèi)包裝為鋁箔復(fù)合袋，具有防光輻射、防潮功能，每袋內(nèi)裝20片，產(chǎn)品外包裝采用紙箱包裝，每箱內(nèi)裝5袋，共計(jì)100片。

2　偏光片的檢驗(yàn)

2.1　偏光片的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

高溫貯存試驗(yàn)條件：70℃×500h；判斷標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)误w透過(guò)率（T）、偏振度變化（P）≤5%、無(wú)曲翹、氣泡、分層、剝離。高溫高濕試驗(yàn)條件：40℃×95%RH×500h；判斷標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)误w透過(guò)率、偏振度變化≤3 %、無(wú)曲翹、氣泡、分層、剝離。耐寒試驗(yàn)條件：-40℃×500h；判斷標(biāo)準(zhǔn)：?jiǎn)误w透過(guò)率、偏振度變化≤3%、無(wú)曲翹、氣泡、分層、剝離。

2.2　測(cè)試方法

2.2.1　外觀尺寸測(cè)試

環(huán)境條件如果沒(méi)有特別注明，測(cè)試在室溫條件下進(jìn)行（23±2℃，60±5%RH）。尺寸檢驗(yàn)：在室溫下，用直尺和量角儀，分別測(cè)量產(chǎn)品的長(zhǎng)度、寬度以及角度，測(cè)量結(jié)果應(yīng)符合要求。整片厚度：厚度用千分尺測(cè)量三次，并取三次測(cè)量的平均值。壓敏膠厚度：用千分尺測(cè)出附有壓敏膠和剝離膜時(shí)的厚度d1，撕下剝離膜，用甲苯將壓敏膠清洗干凈，再將剝離膜附上，測(cè)出厚度d2。壓敏膠層厚度d=d1-d2，至少測(cè)試3個(gè)點(diǎn)，得到平均值，數(shù)據(jù)應(yīng)符合要求。外觀檢驗(yàn)：40W日光燈下，人眼距離偏光片20cm處觀察各種點(diǎn)狀缺陷，平均直徑L大于0.15mm計(jì)數(shù)，小于0.15mm忽略不計(jì)。

2.2.2　光學(xué)性能測(cè)試

光學(xué)性能檢驗(yàn)單體透過(guò)率，用分光光度計(jì)測(cè)試400nm到700nm的光譜曲線，用人眼視覺(jué)函數(shù)曲線進(jìn)行修正，得到光學(xué)平均值，數(shù)據(jù)應(yīng)符合要求。偏光片的光學(xué)性能主要用三個(gè)參數(shù)來(lái)判定：透光率T、偏振度P和色調(diào)。透光率T定義為T=I/I0，其中I0表示入射自然光的光強(qiáng)，I表示偏光片的透射光強(qiáng)。透光率表征了偏光片對(duì)光能量的傳遞比例。偏振度P定義為P=（I∥-I）/（I∥+I），其中I∥和I分別表示兩個(gè)偏光片組合時(shí)，透光軸平行和垂直時(shí)所對(duì)應(yīng)的透射光強(qiáng)。偏振度表征了當(dāng)自然光入射到偏光片后，透射光中完全偏振光所占的比率，它表示偏光片的起偏程度，愈接近1愈好。在實(shí)際應(yīng)用中，偏光片有一定的最佳偏振區(qū)，透光率最高可達(dá)42%以上，偏振度可達(dá)99.9以上；耐溫性H片稍差，約60℃左右，而K片可達(dá)80℃以上，目前生產(chǎn)和使用以H片和K片為主，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)較為普遍的是H片。色調(diào)，顯示產(chǎn)品外觀顏色特征，由400nm到700nm的光譜曲線，根據(jù)CIE-1976標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算得到的數(shù)據(jù)應(yīng)符合要求。

2.2.3　粘接力測(cè)試

粘接力檢驗(yàn)，與玻璃粘接力，切割偏光片樣品25mm寬，180mm長(zhǎng)，從一端剝掉剝離膜135mm，用膠輥將樣品貼在玻璃上，壓力為2kg，然后靜置1小時(shí)。在材料試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行90°剝離測(cè)試，行進(jìn)速度為200mm/min，測(cè)得的數(shù)據(jù)作為與玻璃粘接力。至少測(cè)試3個(gè)樣品，得到峰值的平均值作為與玻璃的剝離力。剝離膜，切割樣品，大小為25mm寬，175mm長(zhǎng)，將剝離膜剝開75mm，剩下100mm長(zhǎng)，然后將偏光片固定住，用夾子夾住剝離膜，以500mm/min的速度進(jìn)行剝離，測(cè)出的數(shù)據(jù)即為剝離力。至少測(cè)試3個(gè)樣品，得到峰值的平均值作為剝離膜的剝離力。外保護(hù)膜，用和剝離膜同樣的方法進(jìn)行測(cè)試。反射膜，用和剝離膜同樣的方法進(jìn)行測(cè)試。耐久性檢驗(yàn)，切割樣品，大小為20mm寬，50mm長(zhǎng)，將樣品貼合在玻璃上，按前面的條件進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)后樣品應(yīng)符合要求。

2.3　偏光物理實(shí)驗(yàn)

2.3.1　馬呂斯定律實(shí)驗(yàn)

（1）馬呂斯實(shí)驗(yàn)

馬呂斯實(shí)驗(yàn)是1808年馬呂斯（Malus）在實(shí)驗(yàn)上發(fā)現(xiàn)了光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以用準(zhǔn)直光源（細(xì)束手電筒、激光筆）、玻璃、亞克力板等來(lái)做。使一束光以57 °角入射在玻璃板M上，反射光線以入射角同樣的角度反射到玻璃板N上，當(dāng)玻璃板N圍繞此反射光線轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從N產(chǎn)生的反射光線強(qiáng)度會(huì)發(fā)生變化。在M和N的入射面平行時(shí)反射光最強(qiáng)，而M和N的入射面垂直時(shí)反射光近乎為零。實(shí)驗(yàn)揭示了M的反射光是線偏振光，玻璃板M對(duì)振動(dòng)方向與入射面垂直的光有強(qiáng)烈的反射，對(duì)振動(dòng)方向與入射面平行的光不反射，N的作用是檢測(cè)光是否偏振。這個(gè)實(shí)驗(yàn)用光波是橫波能給出解釋，而如果認(rèn)為光波是縱波卻不能給予說(shuō)明。在馬呂斯實(shí)驗(yàn)中應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)裝置也有教材上稱之為內(nèi)倫貝格反射偏振計(jì)。

（2）馬呂斯定律實(shí)驗(yàn)

馬呂斯定律是描述從偏光器件透射出來(lái)的光強(qiáng)隨起偏器和檢偏器的主截面之間夾角變化規(guī)律的經(jīng)驗(yàn)定律。從尼科耳棱鏡透射出的將是單一的線偏振光，電矢量振動(dòng)方向平行于尼科耳棱鏡的主截面。讓這個(gè)線偏振光再入射到第二塊尼科耳棱鏡上，若第二塊尼科耳棱鏡與第一塊尼科耳棱鏡主截面夾角為θ，入射線偏振光的振幅為A0，根據(jù)矢量分析原理，只有平行于第二塊尼科耳棱鏡主截面的投影振動(dòng)分量A=A0cosθ可以從第二塊尼科耳棱鏡透射出，透射出的光強(qiáng)為I=I0cos2 θ。當(dāng)θ=0時(shí)，則從第一塊尼科耳棱鏡透射出的線偏振光的振動(dòng)方向平行于第二塊尼科耳棱鏡的主截面，光能全部透射過(guò)第二塊尼科耳棱鏡，這樣的裝置稱為平行尼科耳裝置。當(dāng)θ=π/2時(shí)，則從第一塊尼科耳棱鏡透射出的線偏振光的振動(dòng)方向垂直于第二塊尼科耳棱鏡的主截面，光完全不能透射過(guò)第二塊尼科耳棱鏡，這樣的裝置稱為正交尼科耳裝置。馬呂斯定律實(shí)驗(yàn)可以用尼科耳棱鏡做，也可以用其它各種起偏元件做，最簡(jiǎn)單就是用手中的偏光片來(lái)做。當(dāng)然光從空氣入射到偏光片表面或者從偏光片出射在與空氣的界面處，都有反射光損失，在扣除反射和吸收的光損失后，才能正確驗(yàn)證馬呂斯定律。

用大量的偏光片還可以做如下有趣的實(shí)驗(yàn)，理論上，兩偏光片正交：光強(qiáng)I=I0cos2（π/2）=0；在兩張偏光片之間平分角度一張偏光片：I=I0[cos2（π/4）]2=I0/4；兩張偏光片：I=I0[cos2（π/6）]3≈0.42I0；三偏光片：I=I0[cos2（π/8）]4≈0.53I0；四張偏光片：I=I0[cos2（π/12）]5≈0.84I0；五張偏光片：I=I0[cos2（π/16）]6≈0.89I0；N（無(wú)窮多）偏光片：I≈I0[cos2（π/N）]N= I0[1-sin2（π/N）]N≈I0。由此可以理解扭曲排列液晶盒旋光后光透過(guò)。

2.3.2　布儒斯特定律實(shí)驗(yàn)

一般情況下，光從空氣入射到透明材料中，反射光和折射光都是部分偏振光，反射光電矢量在垂直入射面方向相對(duì)強(qiáng)，折射光電矢量在平行入射面方向相對(duì)強(qiáng)。當(dāng)光以某特定角度θB入射，滿足公式：tanθB=n，反射光和折射光互相垂直，反射光偏振方向垂直入射面，為S光；反射光中沒(méi)有P光分量。這個(gè)現(xiàn)象是布儒斯特于1815年發(fā)現(xiàn)的，稱為布儒斯特定律。布儒斯特定律是一些偏光元件的起偏原理，布儒斯特定律實(shí)驗(yàn)可以用各種反射材料和偏光元件以及量角器來(lái)做，最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)是用偏光片觀察地板瓷磚釉面或者桌面油漆鏡面對(duì)房間吊燈光的反射。首先轉(zhuǎn)動(dòng)偏光片總有反射光透射極大和極小的變化，反射光是部分偏振光，電矢量振動(dòng)方向以水平方向居多。當(dāng)透過(guò)偏光片的反射光極強(qiáng)時(shí)，沿水平橫向標(biāo)記出偏光片透光軸方向，也可以沿垂直縱向標(biāo)記出偏光片吸光軸方向。再把偏光片透光軸轉(zhuǎn)到垂直地面方向，也就是吸光軸轉(zhuǎn)到平行地面方向，移動(dòng)實(shí)驗(yàn)者與吊燈之間的距離，總能找出透光極弱的位置，用米尺測(cè)出這個(gè)位置對(duì)應(yīng)的燈與反射點(diǎn)的水平距離l和垂直高度h，就能由公式tanθB=l/h=n方便地計(jì)算出作為反射鏡面材料的折射率。這個(gè)實(shí)驗(yàn)不僅是測(cè)試透明材料折射率的方法之一，實(shí)際上也是通常人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)踐中因地制宜確定偏光片透光軸方向的有效方法。

2.3.3　偏振光檢驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)

（1）偏振光的獲得

光有五種偏振狀態(tài)，即自然光、部分偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光以及線偏振光，這五種偏振狀態(tài)如何產(chǎn)生又如何檢驗(yàn)是哪種偏振光，是普通物理光學(xué)教材都予以介紹過(guò)的。普通光源，電致發(fā)光如燈泡，化學(xué)反應(yīng)和熱致發(fā)光如燃燒等，發(fā)出的光是自然光；自然光經(jīng)過(guò)透明材料的折射和反射可以獲得部分偏振光；自然光和部分偏振光通過(guò)尼科耳棱鏡等偏光元件可以變成線偏振光。自然界的大多數(shù)光源發(fā)出的都是自然光，但把光源放在強(qiáng)磁場(chǎng)中，電子作拉莫爾進(jìn)動(dòng)，其電磁輻射就是圓偏振光或者橢圓偏振光。獲得橢圓偏振光的簡(jiǎn)單方法是用一塊尼科耳棱鏡和一枚云母片，或一張偏光片和一張補(bǔ)償膜，自然光經(jīng)過(guò)偏光片就變成線偏振光，線偏振光通過(guò)補(bǔ)償膜一般情況下就變成橢圓偏振光，特殊情況下變成圓偏振光或還是線偏振光。

（2）偏振光的檢驗(yàn)

光的偏振現(xiàn)象可以借助于兩張同樣的偏光片和一張1/4補(bǔ)償膜進(jìn)行觀察，通過(guò)一張偏光片直接觀察光源，如果沒(méi)有強(qiáng)弱變化，表明光源是自然光或者是圓偏振光；如果有強(qiáng)弱變化，表明光源是部分偏振光或者是橢圓偏振光，如果強(qiáng)弱反差很大，弱時(shí)幾乎為零，則表明是線偏振光。用1/4波片可以把圓偏振光和橢圓偏振光變成線偏振光，但不能把自然光和部分偏振光變成線偏振光，而將偏光片與1/4波片組合使用，就可以把五種光都給區(qū)分開來(lái)，達(dá)到檢驗(yàn)鑒別自然光、部分偏振光、圓偏振光、橢圓偏振光、線偏振光的實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?/p>

2.3.4　玻片堆制備實(shí)驗(yàn)

相比較而言，玻片堆是最容易制作的偏光元件。此“玻片”非彼“波片”，玻片是玻璃片，可以用LCD用超白超平超薄玻璃片，厚度有0.4mm、0.7mm、1.1mm等，也可以用化驗(yàn)室常見的試玻片。波片是波晶片，是用石英或云母等雙折射晶體制成的薄片。直接把玻璃片疊放起來(lái)就可以制成玻片堆，但玻璃片與玻璃片之間的空氣間隙太薄可能引起薄膜干涉現(xiàn)象。不仿用雙面膠條，約0.1mm厚，貼在玻璃片兩側(cè)或兩端作為間隔。每片玻璃之間留出與玻璃片厚度大致相同的位錯(cuò)臺(tái)階邊，使玻片堆成傾斜排列形式。

由菲涅耳反射率和透射率公式可知，在布儒斯特角θB處，θi+θt=90°，rp=0，Rp=0。

取玻璃折射率典型值為1.5，θB=56.3° ，得到RS≈0.15，可知光強(qiáng)每經(jīng)過(guò)一個(gè)界面就反射損失約15%，但都是S分量。由10片玻璃疊放制成的玻片堆就足夠達(dá)到起偏作用，透射光中S分量已經(jīng)反射損失殆盡，偏振度已經(jīng)在99%以上。

2.4　偏光片實(shí)驗(yàn)

2.4.1　偏光片偏振干涉實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)可以用偏光片和塑料薄膜、膠片、尺、云母片、液晶盒等來(lái)做。一個(gè)平行平面波片放置在兩枚起偏器P和檢偏器A之間，當(dāng)波長(zhǎng)為 的單色線偏振光垂直入射到波片時(shí)，求通過(guò)檢偏器A的干涉光強(qiáng)。厚度為d的波片使o光和e光產(chǎn)生的光程差是

δ=Δnd=(ne-no)d

相位差是

φ=■（ne-no）d

用α表示P和A之間的夾角，用θ表示波片光軸與P之間的夾角，干涉光強(qiáng)表達(dá)式是

PA時(shí)

PA時(shí)

I=I0sin22θsin2■

沒(méi)有雙折射樣品時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)A，光強(qiáng)變化規(guī)律，從0°360°，經(jīng)歷最亮到最暗，0°、180°最亮，90°、270°最暗。當(dāng)樣品很薄時(shí)，雙折射干涉光程差很小，可見光都沒(méi)有干涉極大，樣品在正交偏光場(chǎng)下就暗，在平行偏光場(chǎng)就亮。樣品很厚，可見光總有幾個(gè)波長(zhǎng)滿足干涉極大，也另有幾個(gè)波長(zhǎng)干涉極小，無(wú)論是正交還是平行偏光場(chǎng)，樣品都比較白，沒(méi)有暗態(tài)。當(dāng)樣品厚度適當(dāng)，在45°處正交，I=I0sin2(δ/2)，平行，I=I0cos2(δ/2)，可見光只有一個(gè)波長(zhǎng)滿足干涉極大，一個(gè)滿足干涉極小時(shí)，這兩個(gè)波長(zhǎng)就是顏色互補(bǔ)。白光中缺少某個(gè)波長(zhǎng)，就顯示互補(bǔ)色著色。

2.4.2　偏光片偏振度測(cè)試實(shí)驗(yàn)

偏光片偏振度測(cè)試實(shí)驗(yàn)需要用到分光光度計(jì)儀器，也可以用點(diǎn)光源和光電池布置好光路搭建簡(jiǎn)易測(cè)試裝置。無(wú)色透明材料通常需要測(cè)試的性能指標(biāo)有透光率和霧度，有色透明材料加上色調(diào)指標(biāo)，偏光片再加上偏振度這個(gè)特殊的而且是主要的指標(biāo)。

透光率是透明或半透明材料的光線透過(guò)率，以透過(guò)材料的光通量與入射光通量之比的百分率表示，用一束平行光垂直照射到試樣上，透過(guò)試樣的光通量I與照射到式樣上的入射光通量I0之比的百分率，透光率T=I/I0，測(cè)試儀器為霧度計(jì)或光度計(jì)。對(duì)于用某一單一波長(zhǎng)的單色光測(cè)量的透光率稱之為單色光透光率，測(cè)試儀器為分光光度計(jì)。樣品表面應(yīng)平整光滑，厚度均勻，不同厚度測(cè)試結(jié)果不能比較。偏振度P定義為P=(I∥-I)/(I∥+I)，其中，I∥和I分別表示兩個(gè)偏光片組合時(shí)透光軸平行和垂直時(shí)所對(duì)應(yīng)的透射光強(qiáng)。霧度是透明或半透明材料的內(nèi)部或表面由于光散射造成云霧狀或混濁的外觀，以散射的光通量與透過(guò)材料的光通量之比的百分率表示，用一束平行光垂直照射到試樣上，以部分平行光偏離入射方向大于2.5 的散射光通量Td與透過(guò)樣品的光通量T2之比的百分率，它是通過(guò)測(cè)量無(wú)試樣時(shí)入射光通量T1與儀器造成的散射光通量T3，有試樣時(shí)通過(guò)試樣的光通量T2與散射光通量T4，按計(jì)算式H(%)=[(T4/T2)-(T3/T1)]×100≈(T4/T2) ×100計(jì)算得到霧度值，測(cè)試儀器為霧度計(jì)，對(duì)樣品表面要求無(wú)污染和擦傷。不同厚度，測(cè)試結(jié)果不可比較。一般透射型偏光片的透光率T>42%，偏振度P>98%，霧度H

2.4.3　簡(jiǎn)易吸收偏光片制備實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室自制簡(jiǎn)易吸收偏光片用到的主要原料及工具有聚乙烯醇、碘化鉀、蒸餾水、無(wú)水酒精、玻璃片、電爐、三口燒瓶、攪拌器、燒杯、鼓風(fēng)干燥箱等。

制作過(guò)程，稱取聚乙烯醉10g，放在500mL三口燒瓶中，加蒸餾水400mL，用水浴加熱煮沸，用攪拌器不停攪拌，使其完全溶解成膠狀。稱取碘0.5g，放入燒杯中，加蒸餾水50mL，再加1g碘化鉀，攪拌使其完全溶解。等聚乙烯醇溶液降溫到60～70℃，慢慢加入已配好的碘溶液。邊加邊攪拌，直至全部加完，注意攪拌均勻。這時(shí)聚乙烯醇膠體的顏色由淡棕色變成深紅棕色，將已加了碘的聚乙烯醇膠體倒在干凈的玻璃上，用玻璃棒攤平。所用配料可攤1,500cm2的偏光片。隨著膠體溫度慢慢下降，膠體的顏色由深紅棕色變成藍(lán)綠色、藍(lán)色、深藍(lán)色、深藍(lán)紫色。把經(jīng)過(guò)處理的玻璃片平放在干凈、干燥的無(wú)塵室內(nèi)，讓加了碘的聚乙烯醇自然晾干，使其成膜。將晾干的加了碘的聚乙烯醇塑膠薄膜，用刀片從一角撬起，用手輕拉，整片薄膜可從玻璃片上脫下，根據(jù)需要制作的偏光片大小，剪成適當(dāng)寬度的長(zhǎng)條帶。為方便拉伸，可將薄膜兩端纏繞在圓棒如鉛筆桿上，拉伸時(shí)溫度以60～70℃為宜，拉伸量3～4倍。加熱方法有多種，可以用裝滿70℃左右熱水的熱水瓶加熱，可以用電爐余溫加熱，可以用電吹風(fēng)加熱，還可以用電烙鐵加熱鋼管加熱。拉伸方法，雙手分別抓住纏繞著加碘聚乙烯醇膠條帶的兩根圓棒，向相反方向用力拉拽，邊拉拽邊讓膠條帶從右向左緩慢移動(dòng)通過(guò)熱源，重復(fù)拉拽直至加碘聚乙烯醇塑膠薄膜在熱和拉力作用下，由原來(lái)深藍(lán)紫色變成透明度很強(qiáng)的淡青色為止。

清洗，將已拉伸的加碘聚乙烯醇塑膠條帶，放在無(wú)水酒精中浸泡十幾分鐘，洗掉表面殘存的碘化鉀、碘和指紋等污物。裝片，將經(jīng)過(guò)處理的塑膠條帶剪成小塊，夾在兩塊干凈的玻璃片中，玻璃邊緣用透明膠帶封好即為成品。

2.4.4　簡(jiǎn)易散射偏光片制備實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室自制簡(jiǎn)易散射偏光片，可以用剪切液晶調(diào)光玻璃來(lái)做，需要用到的原材料包括向列相液晶、柔性紫外固化膠、襯墊料和玻璃片，工具就是紫外光燈、小瓶、注射器等。在小瓶中把液晶和紫外膠混合均勻，液晶與紫外膠的比例在1:2～2:1之間都可以，把玻璃片清洗干凈，撤布上襯墊料，合上兩片玻璃，留出適當(dāng)錯(cuò)位臺(tái)階。用注射器把液晶膠滴在臺(tái)階處，靠毛細(xì)現(xiàn)象把液晶膠灌注進(jìn)兩片玻璃間隙中。調(diào)節(jié)紫外光燈與玻璃距離控制紫外光強(qiáng)度，先摸索出紫外光曝光固化時(shí)間規(guī)律，例如1分鐘之內(nèi)不發(fā)生從透明到白色的變化，1分鐘后才發(fā)生變化。掐在1分鐘之前，關(guān)閉紫外燈，對(duì)上下兩個(gè)玻璃片在一個(gè)方向同向或反向反復(fù)推拉進(jìn)行剪切。之后再次開燈曝光，使之發(fā)生相分離并完全固化。

制品外觀是半透明狀態(tài)，不是散射毛玻璃狀態(tài)。偏光顯微鏡中能看到剪切液晶微滴是拉長(zhǎng)的長(zhǎng)橢球狀，而不是一般聚合物分散液晶中的圓球狀。分光光度計(jì)光譜測(cè)試表明，制品在可見光范圍有接近50%的透光率，偏振度能達(dá)到80%以上。隔著制品觀察液晶電腦屏幕，當(dāng)剪切方向與液晶顯示器表面吸收偏光片透光軸垂直時(shí)，圖像最清晰，當(dāng)剪切方向與液晶顯示器表面偏光片透光軸平行時(shí)，圖像最模糊。

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第8篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

關(guān)鍵詞：測(cè)控技術(shù)；儀器發(fā)展

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，以信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)為支柱的知識(shí)經(jīng)濟(jì)也隨之迅速發(fā)展，人類已經(jīng)逐漸進(jìn)入信息社會(huì)，各種高新科技也愈來(lái)愈多地融合滲入到測(cè)量領(lǐng)域和儀器儀表行業(yè)。作為測(cè)量領(lǐng)域唯一的本科專業(yè)，測(cè)控技術(shù)與儀器已經(jīng)發(fā)展成為當(dāng)今信息科學(xué)技術(shù)學(xué)科領(lǐng)域的重要分支，是研究信息的獲取和預(yù)處理，以及對(duì)相關(guān)要素進(jìn)行控制的理論與技術(shù)；是集光、機(jī)、電、自動(dòng)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)與信息技術(shù)多學(xué)科相互融合和滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合學(xué)科。

1 測(cè)控技術(shù)的發(fā)展

自古以來(lái)，測(cè)控技術(shù)就是人類生活和生產(chǎn)的重要組成部分。人們最初的測(cè)控嘗試都是來(lái)自于生產(chǎn)和生活的需要：對(duì)時(shí)間的測(cè)控要求，人類發(fā)明了日晷，用它來(lái)測(cè)量時(shí)間；對(duì)空間的測(cè)控要求，人類開創(chuàng)了點(diǎn)線面相關(guān)的理論，用它來(lái)描述空間。當(dāng)今社會(huì)對(duì)測(cè)控技術(shù)的要求當(dāng)然不會(huì)僅僅停留在這些初級(jí)階段，隨著科學(xué)技術(shù)日新月異的發(fā)展，測(cè)控技術(shù)進(jìn)入了全新的時(shí)代?，F(xiàn)代的測(cè)控技術(shù)是信息科學(xué)技術(shù)的源頭，是光學(xué)、精密機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)與信息技術(shù)多學(xué)科互相滲透而形成的一門高新技術(shù)密集型綜合性技術(shù)。它所涉及到得領(lǐng)域極其廣泛，小到制造車間的檢測(cè)，大到衛(wèi)星火箭發(fā)射的監(jiān)控，無(wú)不與測(cè)控技術(shù)有著緊密的聯(lián)系。

測(cè)控技術(shù)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展中起著不可或缺的關(guān)鍵作用?？茖W(xué)的發(fā)展、突破往往是以檢測(cè)儀器和技術(shù)方法上的突破為先導(dǎo)的，在諾貝爾物理和化學(xué)獎(jiǎng)中大約有1/4是屬于測(cè)試方法和儀器創(chuàng)新。測(cè)控技術(shù)在工作生產(chǎn)中起著把關(guān)者和指導(dǎo)者的作用，廣泛應(yīng)用于電力、電子、建筑工程等行業(yè)。當(dāng)今信息化時(shí)代，儀器的作用主要是通過(guò)測(cè)量獲取信息，是智能行動(dòng)的依據(jù)。作為一種信息的工具，儀器起著不可或缺的信息源的作用。中國(guó)的兩彈一星之父錢學(xué)森院士說(shuō)：“新技術(shù)革命的關(guān)鍵技術(shù)是信息技術(shù)。信息技術(shù)由測(cè)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊技術(shù)三部分組成。測(cè)控技術(shù)則是關(guān)鍵和基礎(chǔ)?！庇纱?，測(cè)控技術(shù)的地位可見一斑。

1.1 配合數(shù)控設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新？。數(shù)控設(shè)備的主要誤差來(lái)源可分為幾何誤差和熱誤差。對(duì)于重復(fù)出現(xiàn)的系統(tǒng)誤差，可采用軟件修正；對(duì)于隨機(jī)誤差較大的情況，要采用實(shí)時(shí)修正方法。對(duì)于熱誤差，一般要通過(guò)溫度測(cè)量進(jìn)行修正。中國(guó)機(jī)床行業(yè)市場(chǎng)萎縮同時(shí)又大量進(jìn)口國(guó)外設(shè)備的原因之一就是因?yàn)檫@方面的技術(shù)沒(méi)有得到推廣應(yīng)用。為此，我國(guó)需要自主開發(fā)高速多通道激光干涉儀。？？

1.2 運(yùn)行和制造過(guò)程的監(jiān)控和在線檢測(cè)技術(shù)。綜合運(yùn)用圖像、頻譜、光譜、光纖以及其它光與物質(zhì)相互作用原理的傳感器具有非接觸、高靈敏度、高柔性、應(yīng)用范圍廣的優(yōu)點(diǎn)。在這個(gè)領(lǐng)域綜合創(chuàng)新的天地十分廣闊，如振動(dòng)、粗糙度、污染物、含水量、加工尺寸及相互位置等。

1.3 配合信息產(chǎn)業(yè)和生產(chǎn)科學(xué)的技術(shù)創(chuàng)新？為了在開放環(huán)境下求

得生存空間，沒(méi)有自主創(chuàng)新技術(shù)是沒(méi)有出路的。因此應(yīng)該根據(jù)有專利權(quán)、有技術(shù)含量、有市場(chǎng)等原則選擇一些項(xiàng)目予以支持。根據(jù)當(dāng)前發(fā)展現(xiàn)狀，信息、生命醫(yī)學(xué)、環(huán)保、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域需要的產(chǎn)品應(yīng)給予優(yōu)先支持。

2 儀器的發(fā)展

2.1 引言

儀器是人類認(rèn)識(shí)世界的基本工具，也是信息社會(huì)人們獲取信息的主要手段之一。隨著信息時(shí)代和網(wǎng)絡(luò)時(shí)代的來(lái)臨，傳統(tǒng)儀器已不能滿足科技以及社會(huì)生產(chǎn)的需要。儀器已不再是簡(jiǎn)單的機(jī)械或電子設(shè)備，而是融合了機(jī)械、電子、光學(xué)、計(jì)算機(jī)、材料化學(xué)、物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、系統(tǒng)工程等學(xué)科和先進(jìn)制造技術(shù)的一門綜合性技術(shù)。

隨著電子技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，尤其是嵌入式處理器的應(yīng)用，使測(cè)試過(guò)程中的每一個(gè)環(huán)節(jié)都可能用到各種現(xiàn)代化的新技術(shù)，使儀器科學(xué)與技術(shù)領(lǐng)域出現(xiàn)了完全突破傳統(tǒng)概念的新一代儀器――智能儀器，從而開創(chuàng)了儀器、儀表的一個(gè)嶄新的時(shí)代。智能儀器憑借其高性能、多功能、體積小、功耗低等優(yōu)勢(shì)，迅速地在家用電器、工業(yè)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。1987年，VXI總線的誕生標(biāo)志著儀器與自動(dòng)測(cè)試技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新的階段，虛擬儀器的概念也深入人心，應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓展。

2.2智能儀器

2.2.1 智能儀器的基本組成與特點(diǎn)

智能儀器由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分主要包括主機(jī)電路、模擬量輸入/輸出通道、人機(jī)接口電路、通信接口電路。軟件分為監(jiān)控程序和接口管理程序兩部分。它的特點(diǎn)如下：智能儀器使用鍵盤代替?zhèn)鹘y(tǒng)儀器中的旋轉(zhuǎn)式或琴鍵式切換開關(guān)來(lái)實(shí)施對(duì)儀器的控制，從而使儀器面板的布置和儀器內(nèi)部有關(guān)部件的安排不再相互限制和牽連；微處理器的運(yùn)用極大地提高了儀器的性能；智能儀器運(yùn)用微處理器的控制功能，可以方便地實(shí)現(xiàn)量程自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)調(diào)零、觸發(fā)電平自動(dòng)調(diào)整、自動(dòng)校準(zhǔn)、自診斷等功能，有力地改善了儀器的自動(dòng)化測(cè)量水平；智能儀器具有友好的人機(jī)對(duì)話的能力，使用人員只需通過(guò)鍵盤打入命令，儀器就能實(shí)現(xiàn)某種測(cè)量和處理功能；智能儀器一般都配有GPIB或RS232等通信接口，使智能儀器具有可程控操作的能力。

2.2.2 智能儀器的原理

傳感器拾取被測(cè)參量的信息并轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)濾波去除干擾后送入多路模擬開關(guān)；由單片機(jī)逐路選通模擬開關(guān)將各輸入通道的信號(hào)逐一送入程控增益放大器，放大后的信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的脈沖信號(hào)后送入單片機(jī)中；單片機(jī)根據(jù)儀器所設(shè)定的初值進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)運(yùn)算和處理（如非線性校正等）；運(yùn)算的結(jié)果被轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示和打??；同時(shí)單片機(jī)把運(yùn)算結(jié)果與存儲(chǔ)于片內(nèi)閃速存儲(chǔ)器或電可擦除存貯器內(nèi)的設(shè)定參數(shù)進(jìn)行運(yùn)算比較后，根據(jù)運(yùn)算結(jié)果和控制要求，輸出相應(yīng)的控制信號(hào)（如報(bào)警裝置觸發(fā)、繼電器觸點(diǎn)等）。此外，智能儀器還可以與PC機(jī)組成分布式測(cè)控系統(tǒng)，由單片機(jī)作為下位機(jī)采集各種測(cè)量信號(hào)與數(shù)據(jù)，通過(guò)串行通信將信息傳輸給上位機(jī)――PC機(jī)，由PC機(jī)進(jìn)行全局管理。

2.2.3 智能儀器的應(yīng)用及發(fā)展情況

智能化測(cè)量控制儀表的發(fā)展尤為迅速。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了多種多樣智能化測(cè)量控制儀表，例如，能夠自動(dòng)進(jìn)行差壓補(bǔ)償?shù)闹悄芄?jié)流式流量計(jì)，能夠進(jìn)行程序控溫的智能多段溫度控制儀，能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字PID和各種復(fù)雜控制規(guī)律的智能式調(diào)節(jié)器，以及能夠?qū)Ω鞣N譜圖進(jìn)行分析和數(shù)據(jù)處理的智能色譜儀等。

近年來(lái)，智能儀器的發(fā)展十分迅速，尤其是現(xiàn)代光學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)、物理學(xué)、微機(jī)械等領(lǐng)域的一些最新研究成果，已經(jīng)迅速地應(yīng)用于儀器、儀表中，使現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)與智能儀器的發(fā)展出現(xiàn)了一些新的特點(diǎn)，主要包括：高速度、智能化、集成化、小型化和微型化、多功能化、網(wǎng)絡(luò)化。

參考文獻(xiàn)：

第9篇：現(xiàn)代光學(xué)測(cè)試技術(shù)范文

【關(guān)鍵詞】 暗碼 保護(hù)層厚度 真?zhèn)舞b定 硬度

1 背景技術(shù)

鋁合金應(yīng)用越來(lái)越多，鋁合金門窗在現(xiàn)代建筑中普遍被應(yīng)用，假冒鋁合金門窗的事件屢次出現(xiàn)。鋁合金門窗鑒定通常的鑒定方法有光學(xué)分析、表面氧化膜分析、槽口寬度、高度和內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)尺寸分析、成分分析、硬度分析等，本文主要介紹一種快捷的鑒定方法，可快速給出鑒定結(jié)果，我們應(yīng)用UV紫外線檢測(cè)技術(shù)鑒定涉案型材是否存在正品所擁有的暗碼標(biāo)示進(jìn)行檢測(cè)，借助切片研磨和場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡技術(shù)對(duì)涉案型材的表面保護(hù)層厚度進(jìn)行鑒定，應(yīng)用維氏硬度測(cè)試技術(shù)對(duì)型材進(jìn)行硬度測(cè)試，通過(guò)上述的技術(shù)應(yīng)用快速給出正確的鑒定結(jié)果。

2 微量物證技術(shù)在鋁合金門窗真?zhèn)舞b定中的技術(shù)應(yīng)用方案

關(guān)鍵點(diǎn)：針對(duì)鋁合金門窗的真?zhèn)舞b定，現(xiàn)場(chǎng)取樣對(duì)其進(jìn)行光學(xué)分析、涂層厚度及硬度分析等微量物證鑒，定給出有效、客觀的原因鑒定結(jié)果；第一步：現(xiàn)場(chǎng)取樣，對(duì)承包方用于營(yíng)房工程的涉案鋁合金門窗進(jìn)行隨機(jī)取樣。并把某鋁業(yè)公司的比對(duì)門窗一起帶回鑒定所進(jìn)行鑒定；第二步：對(duì)所有鋁合金門窗進(jìn)行UV紫外線檢測(cè)；比對(duì)鋁合金門窗有暗碼標(biāo)示，涉案鋁合金門窗無(wú)暗碼標(biāo)示； 第三步：對(duì)所有鋁合金門窗的表面保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)；比對(duì)鋁合金門窗表面保護(hù)層平均厚度為15.2微米，現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗表面保護(hù)層平均厚度為8.72微米；第四步：對(duì)所有鋁合金門窗進(jìn)行金屬材料維氏硬度測(cè)試；比對(duì)鋁合金門窗硬度都在HV80以上，現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗硬度都在HV80以下。

3 實(shí)際案例

以下就是一個(gè)真實(shí)的案例，某鋁業(yè)公司上訴某承包公司侵犯商標(biāo)專用權(quán)，因案件審理需要，需對(duì)某部隊(duì)營(yíng)房工程承包方所用的鋁合金門窗進(jìn)行真?zhèn)舞b定，委托我司法鑒定所，我所派兩名司法鑒定人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行勘察并取樣進(jìn)行鑒定；

3.1鑒定過(guò)程

（1）現(xiàn)場(chǎng)取樣，對(duì)涉案鋁合金門窗現(xiàn)場(chǎng)取樣，取得鋁合金門窗邊框、中框、底框各一根（如圖1），某鋁業(yè)公司提供的比對(duì)鋁合金門窗邊框、中框、底框各一根（如圖2）。

（2）暗碼測(cè)試，對(duì)所有鋁合金門窗進(jìn)行UV紫外線檢測(cè)，現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗邊框、中框、底框進(jìn)行暗碼測(cè)試，均無(wú)暗碼標(biāo)示（見圖3）；比對(duì)鋁合金門窗的邊框、中框、底框進(jìn)行暗碼測(cè)試均有暗碼標(biāo)示（見圖4）；

（3）表面保護(hù)層厚度測(cè)試，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡測(cè)試（如圖5）對(duì)比對(duì)鋁合金門窗進(jìn)行場(chǎng)發(fā)射電子顯微鏡測(cè)試（如圖6）；厚度測(cè)試匯總（表1）；

（4）金屬材質(zhì)維氏硬度測(cè)試，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗進(jìn)行維氏硬度測(cè)試結(jié)果（表2）

對(duì)比對(duì)鋁合金門窗進(jìn)行維氏硬度測(cè)試結(jié)果（表2）

3.2綜上所述

我所對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗和某鋁業(yè)公司提供的比對(duì)鋁合金門窗進(jìn)行鑒定，通過(guò)暗碼檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)所有比對(duì)鋁合金門窗通過(guò)UV紫外線檢測(cè)都發(fā)現(xiàn)“LPSK”的暗碼標(biāo)示。所有現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗通過(guò)UV紫外線檢測(cè)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)“LPSK”的暗碼標(biāo)示；對(duì)所有比對(duì)的鋁合金門窗作表面保護(hù)層厚度檢測(cè)發(fā)現(xiàn)平均厚度為15.2微米，而現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗平均厚度為8.72微米，不符合某鋁業(yè)有限公司產(chǎn)品要求；對(duì)所有比對(duì)鋁合金門窗作材質(zhì)維氏硬度測(cè)試，結(jié)果硬度大于HV80，而現(xiàn)場(chǎng)取樣的鋁合金門窗硬度都小于HV80；

3.3鑒定結(jié)果

涉案鋁合金型材與某鋁業(yè)公司提供的比對(duì)品型材在暗碼、保護(hù)層厚度等物證特征不具有同一性，確定非某部隊(duì)所要求用的型材。

參考文獻(xiàn)：