王葳[1]2003年在《低温显微系统以及配套图像处理软件的研制》文中进行了进一步梳理伴随着人类在低温生物医学领域的探索过程，低温显微技术应运而生并得以不断的发展。人们可以借助这一技术观察到生物样品在冷冻和复温过程中的形态变化，以及溶液相变的过程，从而分析生物材料的相关特性，并以此为依据客观的解释实验结果、修正理论模型和制定合理的治疗或保存程序。 本文简要介绍了低温生物医学技术的概况，综述了低温显微技术的历史、现状与发展前景，探讨了低温生物显微系统在低温生物医学研究中的需求。在此基础之上，介绍了自行研制的一套低温显微实验系统以及配套的图像处理软件。 本文的主要工作包括： 1．设计并制作了一套低温显微实验系统。该系统主要包括显微镜、低温台、冷却介质供应管路、温度调控部分、图像采集部分等。低温台属于对流型，以液氮为冷却介质，以导电镀膜提供热量。系统采用PID算法控制导电镀膜的加热量，同时使用电子膨胀阀调节冷却介质的流量。本系统能够实现的最大升温速率为100℃／min；最大降温速率为50℃／min；控温精度达到±1.5℃。 2．对低温台温度场的分布情况进行了数值分析。计算中采用了焓法解决实验样品层的相变问题。分析结果表明：可以利用布置在盖玻片上表面的热电偶测量并推算实验样品层的温度；低温台载物表面温度均匀。 3．开发了用于分析低温显微图像的软件。软件基于Visual Basic平台，为满足低温生物医学实验研究的需要提供了面积测量、温度标记和亮度分析等功能。详细讨论了低温显微图像的分割方法。研究发现基于灰度梯度直方图的阈值方法和基于数字式神经网络的方法具有良好的分割效果。本图像处理软件用于脐带血干细胞渗透特性的研究，有效地提高了实验数据处理的效率。 本文的低温显微实验系统在温度控制和图像处理方面均达到了低温生物医学研究的基本要求。
刘明月[2]2014年在《采用显微监控的可选区原子力显微镜研究》文中研究说明微纳米检测技术越来越成为现在世界科技发展的前沿之一,对现代科学技术的发展和社会进步起了非常巨大的推动作用。而扫描隧道显微镜(STM)与原子力显微镜(AFM)等超高分辨率的仪器已经成为纳米领域里不可或缺的重要检测工具,尤其是AFM,因为它不受样品是否导电的限制而广泛被应用于微电子学、医学、生物学、物理学、化学与精密机械及微纳米技术等领域。目前,世界上大多数传统的AFM,都没有显微监控单元。但是AFM的微悬臂(探针)尺寸非常小,无法使用肉眼直接观察；另外样品被扫描的区域也十分微小,同样需要在扫描前预先选定一个大致的扫描范围。没有显微监控单元,扫描时样品表面状况和探针逼近样品的过程都不可见,在选择扫描区域和控制探针样品逼近过程时存在很大的盲目性。如果探针针尖正好在样品表面的疵点上扫描,结果只能获得错误的表面信息；或者在探针一样品盲目进给过程中,很可能会折断探针或者对样品表面造成划伤。因而它们在性能和技术指标方面均存在局限性。为此,本文发展了一种新型采用显微监控的可选区原子力显微镜新方法。并在此基础上研制出了一套可选区AFM系统,包括显微监控单元和新型光束偏转法检测系统以及步进电机等部分。该系统采用显微监控单元和AFM扫描部分紧凑集成的方法,在保证最佳光杠杆放大比的基础上,既可以实现样品高精度微纳米检测,也可同时实现对样品的特定区域选择性扫描和样品探针逼近过程的监控。本文分别从理论方法、系统设计以及实验技术等各个方面对此AFM系统进行了详细阐述,本文的主要工作及研究内容如下：首次提出了一种可提供样品高精度微纳米检测,也可同时实现对样品特定区域选择性扫描和样品探针逼近过程监控的AFM新方法。该新方法紧密集成了显微监控系统和AFM,在保持纳米量级扫描精度的基础上,可选择样品的扫描区域和监控探针一样品逼近过程,克服了常规AFM的局限性,为实现扫描与监控同步进行提供了新途径。研究和发展了一种新型采用显微监控的可选区原子力显微镜系统。主要包括显微监控单元、新型光束偏转法检测系统以及步进扫描电机等部分。该系统性能良好、运行平稳,既可以实现样品高精度微纳米检测,也可同时实现对样品特定区域选择扫描和探针一样品逼近过程的监控。可望在微纳米加工制备、微纳米操控及微纳米检测等领域得到广泛应用。利用本系统对多种样品进行了AFM扫描和监控实验研究。包括样品探针一逼近过程监控实验、样品选区扫描实验,也开展了本系统的小范围高精度扫描性能测试实验,得到了良好的实验结果。实验结果表明,本文研发的采用显微监控的可选区原子力显微镜系统,具有稳定良好的性能,可实现在保持高精度扫描的基础上对样品选择区域扫描和探针一样品逼近过程监控,可完全满足科研及工业等领域扫描检测的需求。
刘延保[3]2009年在《基于细观力学试验的含瓦斯煤体变形破坏规律研究》文中认为煤与瓦斯突出灾害防治是世界各国煤矿生产中面临的重大难题。从细观力学试验出发,研究含瓦斯煤体的微细观变形及破坏过程是揭示煤与瓦斯突出机理,探索相应防治措施新的尝试。本文以含瓦斯煤体为研究对象,以微细观结构和瓦斯赋存特性分析、实验系统和试验方法的研发为基础,以宏细观力学试验、理论分析和数值模拟为手段,揭示瓦斯作用下煤体宏-细观损伤的试验规律,建立含瓦斯煤体的动态损伤预测评价模型和固-气耦合模型,为进一步全面地研究含瓦斯煤体力学行为,探讨新的有效防治煤与瓦斯突出灾害的技术途径奠定理论和技术基础。通过本文研究,在以下几方面取得一些进展:1)进行了突出煤体的微细观结构特征及瓦斯赋存特性研究。总结了突出煤体孔隙、裂隙的成因、分类及微细观结构特征,分析了突出煤样孔隙体积分形维数的分段性特征以及裂隙分形维数的自相似性与标度不变性。利用煤体吸附、解吸瓦斯(单相气体CH4)过程中变形的试验结果,分析了煤体的吸附变形规律,建立了煤体变形、膨胀应力与瓦斯压力的关系方程。通过不同地应力、不同瓦斯压力以及全应力-应变中的煤体渗透率变化规律的试验研究,分析了煤样渗透率变化规律,建立了相应的渗透率演化方程。2)自行研制了含瓦斯煤岩细观力学实验系统。该系统可进行不同受力状态,不同瓦斯压力条件下软弱煤岩的细观力学试验,与现有的细观试验装置相比,具有以下特点:可提供单轴、平面应变、叁轴(σ2 =σ3)叁种受力状态;试验测试方法多样化,可进行试验过程中的实时显微图像观测和应力–应变、声发射信号的采集;具有良好的气密性和耐爆性,创造具有瓦斯的试验环境,使煤与瓦斯突出机制的试验研究更加接近矿山实际;装置的结构简单,成本低,系统可靠性高。初步的试验结果表明,该试验装置为固–气耦合条件下的相关试验研究提供新的测试手段,具有较大实用价值。根据含瓦斯煤岩细观力学实验系统的特点,建立了岩石细观图像处理系统;为了解决岩石细观力学试验中图像处理过程复杂、质量不高及操作效率低等问题,将LS-SVM的分类方法与数字图像处理的阈值分割法相结合,提出了人机结合的岩石细观结构图像系统分析方法。3)开展了不同瓦斯压力下、不同围压下的突出煤体细观力学试验研究。分析了煤样的动态破裂演化过程以及破坏形式,结果表明,煤样观测面的微裂纹损伤演化是一个分形过程,分形维数可以定量地表示随应力状态的变化引起煤样损伤破裂的演化规律。应用岩石断裂力学的相关理论对在外部应力、孔隙压力和膨胀应力叁者共同作用下的典型裂隙的开裂、扩展条件进行分析,并结合RFPA数值模拟软件对含单一裂纹以及典型裂纹系的煤样破裂过程进行模拟,得到了各条件下煤样破裂的演化过程,讨论了瓦斯在煤体破坏过程中的作用。4)进行了基于煤样受载过程的声发射试验的宏细观力学的对比分析研究。对含瓦斯煤样损伤破坏过程中声发射参数变化规律、声发射参数的关联性、声发射的频谱特征及分形和混沌特征进行分析。在此基础上,应用模糊数学综合评价方法,基于声发射信息建立了煤岩动态损伤综合预测评价模型,对煤体损伤破坏过程进行动态评价,研究结果与应力-应变变化规律基本一致。5)采用细观损伤力学的研究方法,充分考虑含瓦斯煤岩固-气耦合特点,以Weibull理论框架为基础,基于Mohr-Coulomb准则建立含瓦斯煤岩细观统计损伤本构模型,提出了模型参数的回归解、基于声发射信号的求解方法和基于岩石表面断裂过程分形维数等叁种模型参数求解方法。综合考虑应力场、渗流场和浓度场的耦合作用,在瓦斯运移过程中的扩散方程和渗流方程、含瓦斯煤体的有效应力方程以及应力-渗透率演化方程的基础上,建立了含瓦斯煤岩固-气耦合渗流模型,并分析了模型的定解条件。6)将煤岩固-气耦合细观力学分析方法与工程现场相结合,提出了低渗透煤层增透途径的细观力学分析方法。应用该方法对深孔控制预裂爆破增透前后的煤体作了微细观结构测试和现场效果分析,表明深孔控制预裂爆破明显地改善了煤层的透气性。基于最小二乘支持向量机的回归预测和分类方法,建立了采煤工作面瓦斯危险性预测预警模型,应用实例证明该模型预测结果精度高,预警结果可信度高,可作为采煤工作面瓦斯浓度连续预测与危险性预警的有效建模手段。
谢海波[4]2004年在《集成微泵式微流控芯片关键技术的研究》文中提出本课题以平面型结构的微型无阀泵和集成微型无阀泵式微流控芯片为研究对象，研究了高刻蚀速率与高表面质量兼具的玻璃湿法刻蚀工艺，创新性的建立了非超净环境下玻璃高效键合的工艺路线，同时，系统地研究了Micro—DPIV微流场可视化检测技术中的显微拍摄、激光照明方式、纳米级示踪粒子布朗运动误差消除、跨帧技术以及高精度互相关图像处理算法等关键技术，研制出国内首台Micro—DPIV微流体流场可视化测试仪器。并集成地应用这两项微流控系统关键技术，完成了平面型微型无阀泵的结构设计、样机制造及性能优化，并以芯片型实验室(Lab on Chip)为应用目标，将微型无阀泵作为自动换样与清洗装置与电泳芯片实现结构及工艺的一体化集成。 本课题针对玻璃湿法刻蚀的刻蚀剂成份及配比、刻蚀环境、刻蚀温度以及清洗周期等关键因素进行了大量工艺实验，以兼具高刻蚀速率与高刻蚀表面质量为工艺指标，通过大量工艺实验总结出多种适合不同刻蚀要求的工艺路线，系统地解决了微流控器件刻蚀深度大及刻蚀表面质量要求高的关键工艺问题。与此同时，在玻璃热键合工艺问题上采用超纯水下玻璃捏合以及真空预键合相结合的方法，有效避免了空气中杂质对键合质量的影响，在无超净环境下实现玻璃／玻璃的高效热键合，极大地提高了键合成品率。这两项基本工艺的研究为基于玻璃材质微流控器件的加工提供了多种工艺方案和实际经验曲线。 Micro—DPIV技术是国际上公认的微流场检测的最有效手段之一，但相关设备昂贵，软硬件技术复杂，目前还未有成熟的商业化产品。本课题通过对显微拍摄、纳米级示踪粒子选型、激光入射方式、纳米粒子布朗运动误差等关键问题的研究，研制出适用于微流控器件流场可视化检测仪器，采用激光整体照明方式与高NA数显微物镜相结合的方式解决了微观流场图像拍摄问题，通过跨帧技术与快速傅立叶互相关图像处理算法解决了高速拍摄和检测精度问题，并采用局部加权平均算法解决了瞬变流场中纳米级示踪粒子布朗运动引起的图像测量误差。研制出国内首台Micro—DPIV微流场可视化测试装置，性能指标达到国际先进水平。 在微型无阀泵设计与样机研制过程中，通过系统仿真与液固耦合流场仿真相结合的方法对微型无阀泵进行了数学建模与计算，尤其针对进出口锥管锥角大小对微泵效率的影响进行了Micro—DPIV测试，并通过实验数据分析确定了了最佳锥角角度。采用高驱动力的形状记忆合金／硅复合振动膜作为微泵驱动装置，参考玻璃湿法刻蚀工艺和玻璃热键合工艺的研究结果确定了微型无阀泵泵体的加工工艺路线，在此基础上，应用所建立的Micro—DPIV可视化检测平台浙江大学博士学位论文确定了微型无阀泵的最佳工作状态与控制参数，并优化了微泵流道的结构设计。所研制的微泵尺寸为5 x 5 X3~，最大流量达到10.5闪/s，最大输出压力为1027 Pa。最终实验结果与仿真结果进行了对比，结果表明两者相当吻合，从实验的角度验证了平面型微型无阀泵结构设计的合理性。 为了实现微流控器件的应用，同时探索Lab on Chip的集成化结构设计方法与工艺路线的优化，将微型无阀泵作为功能模块实现与电泳芯片的一体化集成，使微泵在电泳过程中执行自动换样与清洗功能。在结构设计过程中采用“丁”字结构联接微型无阀泵与毛细管道，且毛细电泳管道与微型无阀泵进样通道的截面尺寸相差较大，以减小微型无阀泵工作过程中压力脉动对毛细电泳管道内样品产生影响。这一设计通过流场仿真进行数值预测，并通过实验验证了结构设计的合理性。样机加工采用了课题前期研究的玻璃湿法刻蚀工艺路线，所研制的样机尺寸与原有电泳芯片的大小一致。通过不同种类试剂的连续检测验证了微型无阀泵的连续自动换样功能、同一成份试剂不同浓度试样的连续检测验证了微泵的清洗功能、同一试剂相同浓度的多次连续检测验证了微泵在换样过程中的重复性与稳定性。实验结果表明，集成微泵式电泳芯片多样品连续检测时无需人工清洗及重复定位，换样时间<3 05，单样品检测时间<905，连续换样检测中样品平均检测时间<1205，整体检测时间缩短为原有检测的1/8，提高了检测精度，且大幅简化了操作步骤，推动了微流控器件的集成化应用步伐。 本论文的主要内容分为7章，现分述如下: 第一章为微机电系统的发展历程及研究现状，主要介绍微机电系统的定义与特征，作为一项与传统工业存在较大差别的新兴领域，微机电系统的加工工艺决定了其本身的结构特征及应用范围，且在材料选择方面与工艺的关系更为密切，因此本章就其加工工艺进行了重点描述。同时，对其在工业、信息和通信、国防、航空航天、航海、医疗和生物工程、农业、环境和家庭服务等领域的应用情况进行了介绍。其次，针对与本课题密切关联的微流控系统进行了重点说明，描述了微流控系统的特征、应用及存在的问题，提出了当前最主要的叁个问题，即加工工艺、检测方法及系统集成。最后，结合微流控系统的研究现状及集成微泵式电泳芯片的研发需要，确定了先解决微流控系统加工与检测关键两项关键技术，然后进行结构设计与集成技术的研究，最后实现样机制造
闫高宾[5]2015年在《多功能数字全息激光干涉直写系统的开发》文中研究指明微光学是一个新的光学学科分支,该学科包含先进的技术与密集的前沿知识,微光学元件在众多领域起着无可替代的作用。但是微光学元件的制作已经不能通过传统的加工工艺实现,只能通过微制造技术来实现。激光干涉直写是一种新兴的微制造技术,结合光的衍射和干涉原理,通过空问光调制器改变光束的干涉方式,便可以在光学记录材料表面制作出所需要的光刻结构。该技术具有高分辨率、高效率的特点,且设备成本造价相对较低,因此开展激光干涉光刻技术的研究具有重要的意义。本文提出了一种新型激光干涉直写系统的研制方法,系统结构简单,运行稳定,实际光刻分辨率可达微米量级,在光刻实验中已实现衍射光学元件的制作以及微光学结构的加工,并得到良好的实验结果。论文第一章从课题的背景和意义出发,对微光学制造技术的方法以及国内外进展进行了综述,简要介绍了全息术与计算全息,并介绍了本课题的主要研究工作。第二章从激光干涉光刻技术出发,介绍了激光干涉直写系统中所用到的激光干涉光刻理论、光栅衍射理论以及全息光学理论。第叁、第四和第五章是论文的主体—作者完成的工作,包括激光干涉直写系统的设计与硬件选型、数字图像处理算法与软件编写、系统性能的测试与光刻实验的评估。第叁章是系统的整体设计与硬件选型,首先根据光学微纳结构的刻蚀需求确立激光干涉直写系统的设计目标,根据设计目标确定构成系统的子系统设计,完成系统的整体设计方案,并对该系统的工作原理进行介绍。根据系统的设计方案进行相关关键器件的选型,保证所选取器件的性能参数可以达到设计要求。第四章是图像处理算法与系统控制软件的介绍,数字图像处理算法主要介绍了衍射光学元件、光学可变图像、消色散光变图像以及计算全息图的制作,算法程序由MATLAB软件编程实现。系统控制软件首先进行功能分析,将功能模块具体化,设计软件工作流程,最后根据功能模块与工作流程进行软件的编写,编写采用C#语言,基于VS2008开发环境,实现了系统控制软件的制作。第五章是激光干涉直写系统的实现与光刻实验的介绍,首先根据系统的设计方案进行系统的搭建,并结合编写的系统控制软件对系统进行测试,得到系统的相关性能指标,可满足普通光刻需要。系统调试完成后,进行了相关光刻实验,包括菲涅尔波带透镜、光学可变图像、消色散光变图像、计算全息图,均得到了预期效果。第六章是对本论文的研究工作进行了客观的总结,并对下一步的研究工作的开展指示了方向。
姚骏恩[6]1996年在《我国超显微镜的研制与发展》文中研究指明本文记述了我国研制的各种超显微镜,包括:透射电镜,扫描电镜,电子探针X射线微区分析仪,电子衍射仪,扫描隧道显微镜,原子力显微镜和光子扫描隧道显微镜的主要性能及发展过程。
牛轶杰[7]2005年在《基于图像的透镜中心误差测量系统的研究》文中指出在各种光学系统中,光轴一致性是保证成像质量的基本要求。而在透镜的加工过程中,由于人为、工艺、机器、环境等因素的影响,会产生中心误差,它的存在破坏了光学设计的共轴理论,因此透镜的中心误差是评价光学系统的重要指标之一。有关透镜中心误差的测量仪器是检测光学系统,特别是精密光学系统不可缺少的光学测量仪器,它在光学透镜胶合、光学系统装校和检测中都起着重要作用。传统的光学测量仪器大多采用人眼读数,劳动强度大、测量效率低,仪器的通用化和自动化较差,已经无法满足现代应用的要求。在理解光学测量仪器的基本原理和结构的基础上,研究和设计透镜中心误差及焦距、截距等其他参数的自动化测量系统是本课题的主要任务。本文结合现代传感技术和数字图像处理技术,通过对透镜各个光学参数特别是中心误差测量方法的研究,提出了一种基于光线通过透镜后所形成图像的透镜多参数自动检测系统。阐述了透镜中心误差等参数测量及数据处理的原理和方法,用自准直仪、夹持器件、面阵CCD摄像机、电脑等搭建了硬件系统,设计了系统光路,对CCD输出的视频信号用MATLAB编写了数字图像处理和分析的软件,给出了数字化的测量结果。文中最后对各个功能的测量精度进行了实验评估,在现有的设备条件下得到偏心差测量的标准差为0.0038mm。指出了影响系统精度的误差源,并提出了改进系统、补偿误差的方法。通过大量的实验表明,文中设计的测量系统是正确可行的,不但可以极大的减少操作人员的劳动强度,提高测量效率,简化仪器的结构和体积,而且是一个有效的提高测量精度的方向。
王永刚[8]2002年在《彩色印刷图像网点检测与识别算法的研究》文中进行了进一步梳理彩色印刷复制过程是颜色的分解、转换、传播和再现的过程，其目的则是尽量忠实地再现原稿。为获得高质量的彩色印品，检测和控制各色网点的变化是非常关键的。 针对当前印刷领域中印刷图像色彩检测和控制的方式及设备存在的不足，本课题提出了一种新的基于数字图像处理和模式识别技术的色空间转换及分色原理，同时设计出了基于色度检测法的网点检测和识别系统——DIA (Dot Image Analyzer)系统。DIA系统借助CCD数码相机和光学显微镜等设备直接进行像内检测，获取显微网点图像的RGB数据信息；而后采用数字图像处理和模式识别技术对网点图像中各像素进行颜色模式识别(RGB→CMYK)；最终得到各色网点图像的分色结果以及各色网点面积率等网点参数，这些参数可用于印刷机上各色各墨区的供墨量调节与控制。DIA系统中算法模型的设计基于“分而治之”和“由粗到精”的模式识别思想，具体构建了两种粗分器(BDT和CMAC)及叁种精分器(CLC-FPP、CPN-WED和NNE-IFM)，这些分类器的设计综合了聚类法、决策树、神经网络、模糊逻辑以及信息融合等技术的应用，并使其优势互补，因此在理论上具有识别精度高及速度快的优点。课题对各种分类器的构建过程及工作原理进行了细致准确的论述，并以Microsoft Window Me为操作平台采用Microsoft Visual Studio C++6.0为工具开发出用于网点图像分色处理的DIA系统配套软件，该软件同时还具有相应的图像处理功能。最后对算法模型中的各种分类器进 西安理工大学硕士学住论文行了实验验证和误差分析，同时指出了后续研究的方向。 本课题的研究对进一步开发现代印刷机的闭环色彩控制有直接的指导作用：课题中提出的色空间转换及分色原理对深入研究色彩复制理论有重要的理论价值；开发出的软件在印刷质量检测和控制以及图像处理中有一定的应用价值。
周开邻, 马琳, 胡志华, 胡问国, 吴永强[9]1994年在《多功能图像处理和分析系统》文中研究说明我们经过八年的认真研究,并在国内和俄国及美国做了大量的实验,研制成功一台“多功能图像处理和分析系统”。这套系统由于采用独特的技术路线,因而具有图像处理和分析能力强、功能多、用途广泛等优点、并可以方便地配接到 SEM、STM、EPMA、TEM(带扫描附件的和不带扫描附件的)和光学显微镜及金相显微镜上使用。
黄春跃[10]2007年在《基于焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量检测和智能鉴别技术研究》文中研究说明采用表面组装技术(Surface Mount Technology，SMT)形成的焊点的可靠性是SMT产品的生命。焊点组装故障检测与组装质量的控制技术是保障SMT产品质量和可靠性的关键技术。在组装过程中及时检测、发现组装故障，并予以实时反馈，进行及时的组装工艺参数调整和消除故障处理，实现组装过程中的质量检测和反馈控制，以求达到高的产品合格率或一次通过率，是SMT产品生产中刻意追求的目标。本文基于焊点虚拟成形技术，对SMT焊点组装质量检测与鉴别技术进行了较为全面地研究，解决了焊点叁维表面形状重构、焊点叁维质量信息提取、焊点缺陷智能鉴别、焊点缺陷原因智能分析等关键技术，在此基础上形成了相应的系统及其软件，研究成果具有焊点组装质量信息获取、反馈和控制实时性强，组装工艺参数调整时间短等特点，能适用于要求快速完成组装工艺参数调整进入稳定组装生产、达到高的组装一次通过率的小批量SMT产品组装生产场合。论文研究具有很强的工程背景和现实需求，研究结果具有很强的实用价值和经济、技术价值。基于最小能量原理建立了在表面势能、重力势能和外力作用下的片式元器件焊点、无引脚陶瓷片式载体(Leadless Ceramic Chip Carrier，LCCC)器件焊点、四方扁平无引脚(Quad Flat No-lead，QFN)器件焊点和塑料球栅阵列(Plastic Ball Grid Array，PBGA)器件焊点等典型SMT焊点叁维形态预测模型，实现了上述焊点叁维形态预测并分析了钎料量、焊盘长度、焊盘宽度和间隙高度等相关工艺参数对焊点形态的影响。结果表明所分析的工艺参数对焊点形态均有影响，任一参数的变化都会对焊点形态产生相应的影响。对采用无铅焊料的片式元器件焊点以及采用有铅焊料的PBGA焊点进行了焊点形态预测结果的试验验证，结果表明焊点形态预测结果与实际焊点形态吻合良好。研究结果为SMT焊点形态的设计和控制奠定了基础。采用统一粘塑性Anand模型描述了SMT钎料合金的本构关系，建立了基于焊点叁维形态的LCCC焊点、片式元器件焊点、QFN焊点和PBGA焊点的有限元分析模型，对上述焊点在热循环条件下的力学行为进行了有限元分析与热疲劳寿命预测。对多工艺参数(样件规格、芯片配重、焊盘直径和钢网厚度)组合下的PBGA器件焊点可靠性进行了研究，获得了多工艺参数对PBGA焊点可靠性的影响顺序及其显着性结论。研究了空间域的SMT焊点图像处理算法，在对各种算法的处理效果进行分析比较的基础上，确定了适用于SMT焊点计算机视觉信息获取与处理系统的算法。建立了基于激光叁角法的SMT焊点测量系统的数学模型，完成了SMT焊点测量系统硬件设计与搭建，对SMT焊点测量系统参数进行了标定；研究并应用了基于激光叁角法的SMT焊点叁维表面形状重构方法；运用实体模型切片算法对重构的焊点模型进行切片，获取了焊点关键切面并提取润湿角、焊点高度及切面面积等焊点形态参数，实现了焊点叁维质量信息提取。通过叁维重构精度检测试验及误差分析得到了重构焊点的准确度，结果验证了本文所研究的焊点叁维表面形状重构方法的有效性和准确性。利用最小二乘法进行相关性分析确定了表征焊点缺陷的特征信息参数，提取出用于焊点缺陷智能鉴别和缺陷原因智能分析的样本数据信息；对标准反向传播(Back Propagation，BP)算法进行了改进研究，通过算法测试证明所提出的改进措施能够满足使用要求；利用虚拟成形的表征片式元件焊点缺陷特征信息的数据样本对改进的BP算法模型进行了成功的训练，对片式元件焊点缺陷进行了智能鉴别，所获得的结果与实际结果基本吻合，满足焊点质量智能鉴别精度的基本要求。建立了基于模糊神经网络的焊点缺陷原因智能分析评价模型，利用智能鉴别中训练样本的输出变量作为模糊神经网络的训练样本的输入变量，完成对模糊神经网络的训练，利用智能鉴别中测试样本的输出变量作为模糊神经网络的训练样本的输入变量，完成对模糊神经网络的测试，智能分析结果较为合理。基于本文所研究的SMT焊点图像处理技术、焊点叁维形状重构技术、焊点质量信息提取技术、焊点缺陷智能鉴别和缺陷原因智能分析技术，开发了SMT焊点质量评估软件和SMT焊点质量智能鉴别与分析软件。通过在实际SMT生产线上进行实际组装焊点的图像采集、图像预处理、焊点叁维形状重构、焊点重构模型形态参数提取、焊点缺陷检测与焊点缺陷原因鉴别试验验证了本软件的实用性。
参考文献：
[1]. 低温显微系统以及配套图像处理软件的研制[D]. 王葳. 浙江大学. 2003
[2]. 采用显微监控的可选区原子力显微镜研究[D]. 刘明月. 浙江大学. 2014
[3]. 基于细观力学试验的含瓦斯煤体变形破坏规律研究[D]. 刘延保. 重庆大学. 2009
[4]. 集成微泵式微流控芯片关键技术的研究[D]. 谢海波. 浙江大学. 2004
[5]. 多功能数字全息激光干涉直写系统的开发[D]. 闫高宾. 中国海洋大学. 2015
[6]. 我国超显微镜的研制与发展[J]. 姚骏恩. 电子显微学报. 1996
[7]. 基于图像的透镜中心误差测量系统的研究[D]. 牛轶杰. 天津大学. 2005
[8]. 彩色印刷图像网点检测与识别算法的研究[D]. 王永刚. 西安理工大学. 2002
[9]. 多功能图像处理和分析系统[C]. 周开邻, 马琳, 胡志华, 胡问国, 吴永强. 第八次全国电子显微学会议论文摘要集（Ⅱ）. 1994
[10]. 基于焊点虚拟成形技术的SMT焊点质量检测和智能鉴别技术研究[D]. 黄春跃. 西安电子科技大学. 2007
标签：计算机软件及计算机应用论文; 智能监控论文; 瓦斯气体论文;