Measurement in Porous Aerostatic Bearings" در Mechanical Systems and Signal Processing، مجله بین المللی برتر در زمینه مهندسی مکانیک، به عنوان اولین نویسنده. این مقاله فصل جدیدی را در تحقیقات دوربین رویداد نشان می دهد.
این تحقیق یک روش تشخیصی نوری جدید را بر اساس یک دوربین رویداد پیشنهاد میکند که به اندازهگیری غیرمخرب با دقت بالا یکنواختی فیلم هوای یاتاقانهای هوا استاتیک متخلخل دست مییابد. دوربین رویداد HCSJ-101-U، که به طور مستقل توسط Huachen Heyi Equipment Technology Co., Ltd. (که از این پس با نام تجاری "HEVOX" نامیده می شود) توسعه یافته است، با وضوح زمانی در سطح میکروثانیه و محدوده دینامیکی بالا، مواد ضبط فرآیند گذرا بسیار مهمی را برای این تحقیق ارائه کرد. این نرم افزار به طور کامل ارزش پیشرفت تجهیزات پیشرفته تولید داخلی را در زمینه اندازه گیری مهندسی دقیق نشان می دهد و عمیقاً مسیرهای جدید در تشخیص نوری را تقویت می کند.
01 پیشینه تحقیق و تنگناهای فنی
یکنواختی جریان هوا در سطح متخلخل یاتاقان هوا عامل کلیدی تعیین کننده ظرفیت باربری، سفتی، عمر مفید و دقت حرکت آن است. در کاربردهای پیشرفته مانند ماشین های اندازه گیری مختصات، ساخت فوق العاده دقیق و تجهیزات لیتوگرافی نیمه هادی، یکنواختی توزیع فیلم هوا به طور مستقیم بر شاخص های عملکرد اصلی تجهیزات تأثیر می گذارد.
روشهای سنتی اندازهگیری کمی، مانند اسکن فشار یا تداخل سنجی لیزری، معمولاً دارای محدودیتهای قابل توجهی هستند: نفوذ میدان جریان به محیط اندازهگیریشده آسیب میزند، سوراخهای اندازهگیری فشار باعث آسیب ساختاری میشوند، نمیتوانند فرآیندهای گذرا را ثبت کنند، و هزینهبر هستند. چگونگی مشخص کردن دقیق یکنواختی فیلم هوا و فرآیند استقرار گذرا بدون آسیب رساندن به ساختار یاتاقان، به یک گلوگاه فنی تبدیل شده است که نیاز فوری به غلبه بر آن در زمینه ساخت دقیق دارد.
02 روش تحقیق: دوربین رویداد HCSJ-101-U مسیر جدیدی را برای تشخیص نوری فعال می کند
لی زکون و تیم تحقیقاتی او برای مقابله با چالشهای فوق، یک روش تشخیصی نوری مبتکرانه بر اساس دوربین رویداد پیشنهاد کردند. این روش نمونه یاتاقان را در آب غوطه ور می کند و از یک دوربین رویداد برای تصویربرداری از فرآیند تولید آنی حباب ها در سطح مشترک هوا و آب سطح کار بلبرینگ استفاده می کند. با تجزیه و تحلیل توزیع فضایی و زمانی رویدادهای تغییر روشنایی در سطح پیکسل، تجسم و کمی سازی توزیع جریان هوای ساکن به دست میآید.
مزایای تکنولوژیکی اصلی دوربین رویداد به طور کامل در این تحقیق نشان داده شد. برخلاف دوربین های سنتی، دوربین رویداد HEVOX HCSJ-101-U اولین دوربین رویداد بازرسی کیفیت صنعتی در جهان است که بر اساس حسگر چشمی بیونیک طراحی شده است. سنسور بینایی آن از یک فناوری چشم بیونیک جدید با سرعت بالا از ETH Zurich استفاده می کند و به یک الگوریتم یادگیری عمیق جریان رویداد خود توسعه یافته مجهز شده است.
این محصول تنها به تغییرات روشنایی سطح پیکسل در صحنه پاسخ می دهد، اطلاعات را در جریان رویداد ناهمزمان و پراکنده، دارای وضوح زمانی در سطح میکروثانیه و محدوده دینامیکی بالا >124dB است.
پارامترهای اصلی دوربین رویداد HEVOX HCSJ-101-U کاملاً تولید داخلی با روشهای تحقیق سازگاری بالایی دارد:
وضوح زمانی در سطح میکروثانیه: وضوح زمانی 1μS، نرخ فریم معادل بیش از 10000 فریم در ثانیه، امکان ثبت دقیق فرآیند آنی تشکیل حباب را فراهم می کند.
محدوده دینامیکی بالا: > 124dB، تضمین کیفیت سیگنال در سناریوهایی با تغییرات شدید روشنایی، مانند حباب های زیر آب.
طراحی مصرف برق کم: مصرف برق <10mW، مصرف انرژی بسیار کم، مناسب برای آزمایش های مداوم طولانی مدت.
سرعت حرکت: حداکثر سرعت حرکت 30 متر بر ثانیه را پشتیبانی می کند.
فناوری توسعهیافته مستقل: سنسور بینایی از فناوری چشممانند بیونیک جدید با سرعت بالا از ETH Zurich، همراه با الگوریتم یادگیری عمیق جریان رویداد خود توسعهیافته استفاده میکند که امکان تشخیص سریع نقص در زمان واقعی و شناسایی حروف و اعداد چینی و انگلیسی را فراهم میکند.
سازگاری با نور: از سناریوهایی با نور قوی، نور کم و تغییرات شدید نور پشتیبانی می کند.
03 سیستم آزمایشی و یافتههای کلیدی: برای دستیابی به اندازهگیریهای فوق، تیم تحقیقاتی یک سیستم آزمایشی قوی، شامل یک پشتیبانی ثابت در بالا، روشنایی DC قابل کنترل، یک سیستم آب کنترلشده با دما، و یک محیط ضد انعکاس برای اطمینان از کیفیت سیگنال بالا ساختند. همراه با الگوریتم پردازش بلادرنگ خود توسعهیافته، این سیستم میتواند نقشههای حرارتی فرکانس رویداد کالیبرهشده ایجاد کند و تحلیل کمی منطقهای را انجام دهد.
یافته های کلیدی:
تجسم توزیع جریان هوا استاتیک: با تجزیه و تحلیل فرکانس رویداد تولید حباب، توزیع جریان هوا در مناطق مختلف سطح کار بلبرینگ به طور دقیق منعکس می شود.
تجزیه و تحلیل فرآیند گذرا: با استفاده از قدرت تفکیک زمانی سطح میکروثانیه دوربین رویداد، سیستم برای اولین بار به تجزیه و تحلیل توالی برقراری جریان هوا در طول فرآیند گذرا راهاندازی یاتاقان دست یافت و بینش مستقیمی را در تعیین تمایل حرکت اولیه یاتاقان ارائه کرد.
ایجاد همبستگی کمی: رابطه بین نرخ رویداد و نرخ جریان گاز به طور سیستماتیک مورد بررسی قرار گرفت و یک همبستگی کمی با نرخ نشت و نرخ انسداد ایجاد شد.
تیم تحقیقاتی از طریق آزمایشهای مقایسهای با سنسورهای جابجایی، قابلیت اطمینان اندازهگیری این روش را تأیید کردند. نتایج نشان میدهد که روش تشخیص نوری مبتنی بر دوربین رویداد، یک جایگزین قدرتمند و شهودی برای تحقیق، توسعه و ارزیابی تشخیصی یاتاقانهای هوای متخلخل، به ویژه در تجزیه و تحلیل فرآیند گذرا و ارزیابی یکنواختی نسبی عالی است.
04 اهمیت تحقیق و ارزش صنعتی
انتشار این تحقیق نشان دهنده پیشرفت قابل توجهی در کاربرد فناوری دوربین رویداد در زمینه اندازه گیری مهندسی دقیق است. در مقایسه با روشهای سنتی، طرح اندازهگیری مبتنی بر دوربین رویداد دارای مزایای قابلتوجهی مانند غیرتهاجمی بودن، وضوح زمانی بالا و هزینه کم است که توانایی غیرقابل جایگزینی را به ویژه در ثبت فرآیندهای گذرا نشان میدهد.
دوربین رویداد HEVOX نقش اصلی را در این تحقیق ایفا کرد: اصل سنجش بصری بیومیمتیک آن یک روش تجسم قابل اعتماد برای پدیده های گذرا سریع و ظریف مانند تولید حباب ارائه می دهد. این سناریوی کاربردی به شدت با تجربه فنی قبلی HEVOX در بازرسی کیفیت صنعتی با سرعت بالا و اندازهگیری دینامیک قطعات دقیق مطابقت دارد. به عنوان یک دوربین رویداد صرفاً تولید داخلی، قابلیتهای پشتیبانی از تجهیزات پیشرفته چین را در تحقیقات علمی پایه نشان میدهد.
HHEVOX بر روی تصویربرداری با سرعت بالا و اندازهگیری مکانیکی تمرکز دارد، با مجموعهای از محصولات که دوربینهای فوقسرعت، دوربینهای رویداد، دوربینهای علمی، سیستمهای اندازهگیری و تجزیه و تحلیل میدان کرنش DIC، و سیستمهای سرعت سنجی تصویر ذرات PIV را پوشش میدهد، و پشتیبانی فنی زنجیره کامل را از تأیید تحقیق و توسعه تا کنترل کیفیت برای صنایع استراتژیک حملونقل جدید، حملونقل biom aero ارائه میکند.
05 درباره MSSP Mechanical Systems and Signal Processing (MSSP) یک مجله معتبر بین المللی در زمینه های مکانیک، هوافضا و مهندسی عمران است که در درجه اول نتایج تحقیقات پیشرفته در زمینه پردازش سیگنال و فناوری های مرتبط در مهندسی مکانیک را گزارش می کند. آخرین ضریب تاثیر این مجله 10.2 است که در میان مجلات برتر در رده مهندسی و فناوری آکادمی علوم چین (CAS) قرار دارد و در زمینههای فرعی مانند مهندسی مکانیک و پردازش سیگنال در Q1 رتبه برتر را دارد.
06. اطلاعات در مورد اولین نویسنده و مقاله: نویسنده اول، لی زکون، در ژانویه 2001 در چین به دنیا آمد. او مدرک لیسانس مهندسی (افتخارات) خود را در مهندسی برق و الکترونیک از دانشگاه لیورپول، انگلستان در سال 2023، و مدرک کارشناسی ارشد خود را در رشته قبلی در Microelectronics از دانشگاه 2020، Microelectronics دریافت کرد. به عنوان یک کارآموز تابستانی در مؤسسه میکروالکترونیک، آکادمی علوم چین، که در درجه اول درگیر طراحی تقسیمکنندههای پرقدرت برای دستگاههای نیترید گالیوم بود. او در حال حاضر در Suzhou Rousheng Precision Engineering Co., Ltd. به عنوان مهندس برق و الکترونیک، مسئول توسعه فرآیندهای یاتاقان هیدرواستاتیک هوا و تحقیق در مورد تجهیزات تست کار می کند.
اطلاعات کاغذ:
عنوان: دید مبتنی بر رویداد برای اندازهگیری یکنواختی فیلم هوا در یاتاقانهای آئرواستاتیک متخلخل
مجله: سیستم های مکانیکی و پردازش سیگنال (ISSN: 0888-3270)
شماره سریال مقاله: 5015919
تاریخ انتشار: 30 جولای 2026
DOI: https://doi.org/10.1109/TIM.2026.3718097
