用于通过火焰精确成像的相干激光测距
2018-09-28
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测量被火焰吞没的建筑构件的变形对于火灾研究来说是必不可少的，以便在发生火灾时提高安全性。理想情况下，测量系统应该是非接触式的，能够在毫米到米的范围内以亚毫米精度进行测量，并且具有足够的速度来捕获目标物体由温度引起的变形。到目前为止，还没有展示过在通过火焰成像时满足这些要求的测距技术。近日，来自美国国家标准与技术研究院的Esther Baumann及其团队表明，相干激光探测和测距可以提供隐藏在甲烷或乙炔火焰后面的物体的三维图像，并且具有足够高的精度来跟踪它们的变形。相干调频连续波的相干激光探测和测距的外差检测可以实现在存在强烈的火焰辐射的情况下检测测距信号。该研究团队测量漫射散射复杂曲面的三维点云，在2米的间隔距离处精度小于30μm，尽管会有由火焰带来的烟灰引起的信号损失和测距激光的转向。研究人员用热诱导物体表面变形的影响说明了时间性能。这些数据表明，相干调频连续波的相干激光探测和测距可以量化火灾中物体的变形和运动，这对于在多米的间隔距离处的非接触形状测量是至关重要的。
图(a)实验范围设置示意图；(b)xyz坐标下的3D点云分布图
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