科研儀器集成化的基本是采用標準件,實現(xiàn)定制和非標儀器系統(tǒng)的搭建(2018年由黑龍江大學劉書鋼教授與中國科學院大學史祎詩教授共同提出),圖1就是集成化儀器的一個典型案例。圖1采用標準件的形式,搭建出一臺科研測量級別的偏振光方向檢測儀,采用了黑龍江大學的發(fā)明()技術(shù)。搭建的系統(tǒng)具有簡潔、有基準、穩(wěn)定,可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)一體化等優(yōu)點。(圖中光學機械件全部由銳光凱奇提供)該系統(tǒng)的全部零件通過鎢鋼籠杠連接成為一體,對外界環(huán)境的影響能夠減少到小,這使得儀器集成化成為可能。而目前業(yè)界還基本完成不了整個系統(tǒng)的集成化功能,可以提供子系統(tǒng)(全部系統(tǒng)中的一個部分)??蒲袃x器集成化由于技術(shù)門檻比較高,目前還未在公開報道中報道了國內(nèi)外企業(yè)可以實現(xiàn)這個功能,作者希望通過此文以饗讀者,與同行交流。光學系統(tǒng)的搭建基礎(chǔ)是什么光學系統(tǒng)的構(gòu)成其實是一個典型的光、機、電+控制的組合,下邊分別簡單介紹。1.基本光學元件的功能組成儀器系統(tǒng)的基本光學元件如圖2所示,可以大致分為透鏡、棱鏡、反射鏡、濾光片、偏振片、衰減片、物鏡、光源、傳感器、光譜儀(可以歸結(jié)到傳感器,由于它的功能性比較強,單獨列出)等等。黑龍江光學測量系統(tǒng),可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;江蘇光學測量醫(yī)學儀器
光學載荷工作的環(huán)境溫度、氣壓快速地大范圍變化,對光學成像構(gòu)成嚴重影響;大氣對光的折射、散射、吸收等作用限制了大氣層內(nèi)的成像和測量距離。這些問題的解決需要從體制機制的層面上在精密光學、精密機械、精確控制等角度進行交叉研究和創(chuàng)新設(shè)計,結(jié)合計算機圖像處理技術(shù)比較大程度地挖掘、提升航空光電成像性能。“航空光學成像與測量技術(shù)”專題面向解決限制航空光電載荷性能的各項因素,從系統(tǒng)光學設(shè)計、機械設(shè)計、運動控制、環(huán)境適應(yīng)性和圖像信息增強與智能處理等角度,提出了若干創(chuàng)新思想和創(chuàng)新成果,對光學成像載荷相關(guān)研究具有一定的引導(dǎo)和啟示作用。航空光電載荷的光學設(shè)計是實現(xiàn)高性能成像的基礎(chǔ)。小型化、高傳函、低畸變的光學設(shè)計始終是一項重要課題。論文[1]針對廣域辨率成像需求,采用伽利略型共心多尺度成像結(jié)構(gòu)將球透鏡與次級相機陣列進行級聯(lián),理論視場可接近180°;通過設(shè)計相機陣列的排列方式進一步實現(xiàn)輕量化。調(diào)制傳遞函數(shù)曲線在270lp/mm處達到,全視場彌散斑半徑均方根值比較大為μm,場曲在,畸變小于±。論文[2]針對復(fù)雜環(huán)境下遠距離暗弱點目標探測的需求設(shè)計了中波/長波紅外雙波段雙視場系統(tǒng),采用高階非球面減少鏡片數(shù)量,提高透過率。陜西光學測量醫(yī)用儀器海南光學測量系統(tǒng),可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;
有兩種類型的光學追蹤標記點可與PST光學追蹤系統(tǒng)一起使用:被動和主動標記。被動式光學追蹤標記點由反光材料組成,它將射入的紅外光反射回至光源。這種標記點有不同的尺寸,如扁平的圓形貼紙或球形。球形標記具有以下優(yōu)點:它們可以反射來自追蹤系統(tǒng)的各個角度的光,而平面標記點能反射與追蹤系統(tǒng)成0到60度之間的角度的光。主動式光學追蹤標記點為紅外光二極管(LED)。這種標記點需要電線或電池來操作,并可直接發(fā)射紅外光。因為它們不依賴于對接受到的紅外光進行反射,例如反光射標記點,所以它們可以在距離追蹤器更遠的地方使用,從而可測量容積更大。對于大多數(shù)應(yīng)用來說,都可使用被動標記點。它們能提供靈活的設(shè)置,并允許用戶快速將普通物體轉(zhuǎn)換為追蹤設(shè)。
光學被動消熱差設(shè)計實現(xiàn)了光學系統(tǒng)-40℃~60℃溫度范圍內(nèi)的無熱化設(shè)計。對目標進行探測除了需要高性能的光學設(shè)計外,對目標的輻射特性以及大氣傳輸特性的研究也十分必要。論文[3]針對現(xiàn)有空基紅外系統(tǒng)對作用距離的影響因素考慮較少的問題,開展空寂紅外系統(tǒng)作用距離建模研究,構(gòu)建了綜合目標輻射特性、大氣溫度和紅外系統(tǒng)高度等因素的探測模型,在指導(dǎo)小目標探測系統(tǒng)設(shè)計方面具有一定的應(yīng)用前景。與對空探測相比,采用航空光學成像的手段對海探測是近年來新興的熱點。論文[4]考慮了對海成像和海上目標識別的應(yīng)用需求,建立了海面微面元的偏振雙向反射分布函數(shù)模型。與傳統(tǒng)的紅外強度成像相比,紅外偏振成像可以提供更多海面細節(jié)信息,目標與海面的偏振特性差異更加明顯,對比度更高。光學系統(tǒng)在制造過程中需要對光學元件的面型進行檢測。通常依靠干涉測量技術(shù)實現(xiàn)這一目的。論文[5]提出了一種針對傳統(tǒng)窗口傅里葉變換相位提取算法中選取小尺寸窗口線性相位誤差的改進方法,確定了可使線性相位誤差度達到比較大的比較好窗口尺寸選取原則,線性誤差程度得到了明顯提高。與單一波段的成像相比,光譜成像能夠獲得更豐富的景物信息,在應(yīng)用中越來越受到重視。光學測量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;
當追蹤目標物粘貼marker之后,PST光學定位系統(tǒng)需要對其進行識別。在主窗口中按“Newtargetmodel”(新目標模型)選項即可選擇訓(xùn)練頁面(請見下圖)。訓(xùn)練是“教”系統(tǒng)識別新追蹤目標物的過程,即在PST攝像頭前面(追蹤范圍內(nèi))緩慢旋轉(zhuǎn)物體,系統(tǒng)根據(jù)marker點的位置關(guān)系對其進行識別并建模,然后該模型即可用于追蹤交互。訓(xùn)練步驟:1.在目標物上添加四個或多個標記點。將目標物放置在PST工作空間中(無遮擋),清理該空間里所有其它追蹤目標物和反光材料,因為在訓(xùn)練過程中如果有多個物體可能會造成目標物識別錯誤。該過程可以訓(xùn)練多包含多達100個標記點的單個目標物。2.點擊“開始”按鈕,下圖顯示為一個示例訓(xùn)練的片段。灰色點表示被自身遮擋的標記點。3.緩慢而平穩(wěn)地移動并旋轉(zhuǎn)目標物,以便將所有標記點顯示給系統(tǒng)。確保在訓(xùn)練過程中始終保持三個或更多標記點可見。如果沒有足夠的標記點可見,訓(xùn)練過程將中止,并顯示錯誤對話框。在這種情況下,請關(guān)閉錯誤對話框并重新開始訓(xùn)練操作。如果問題仍然存在,請檢查目標物各個角度是否都有足夠的標記點可見。當顯示的追蹤目標物標記點數(shù)量和物體上的實際標記點數(shù)量一致時,請按“停止”按鈕。光學測量儀器設(shè)備價格,可以咨詢位姿科技(上海)有限公司;江蘇光學測量醫(yī)學儀器
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發(fā)射的激光束沿著穿刺通道的反向延長線指向腹壁,從腹壁上的光斑插入消融針,即可準確地達到并通過穿刺通道,實現(xiàn)對病灶的精確穿刺。腹腔鏡超聲探頭上的穿刺引導(dǎo)孔固定大小,當使用小于引導(dǎo)孔直徑的穿刺針時,進針容易偏離原來方向,使用設(shè)計的錐形進針通道,可以很好地避免這一情況。產(chǎn)品對手術(shù)的幫助:1、輔助醫(yī)生快速確認穿刺點;2、輔助醫(yī)生快速尋找穿刺引導(dǎo)孔且利于直線進針;3、輔助消融針快速進入穿刺引導(dǎo)孔。四、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)組成腹腔鏡超聲光學定位導(dǎo)航裝置主要是由外殼、激光頭、保護蓋、磁控開關(guān)、內(nèi)置鋰電池和錐形進針通道構(gòu)成。(非無菌提供)本產(chǎn)品為非滅菌包裝,可以根據(jù)使用需要,配用本產(chǎn)品專業(yè)消毒盒進行低溫等離子或環(huán)氧乙烷滅菌。滅菌時,請按圖示相應(yīng)位置,放置好光學定位裝置和錐形進針通道。注意:消毒時,保護蓋必須先取下。放置光學定位裝置時,注意激光發(fā)射端的方向,朝向消毒盒中心側(cè)。正確放置好后,光學定位裝置激光是處于關(guān)閉狀態(tài)。若激光處于開啟狀態(tài),請重新檢查安裝,避免激光長時間工作,導(dǎo)致電池耗盡。五、操作說明1.產(chǎn)品使用前的檢查:產(chǎn)品放置在包裝盒內(nèi),初次使用前,請打開包裝盒,并確認所有配物品均已齊全。光學定位裝置錐形進針通道。江蘇光學測量醫(yī)學儀器
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