用于分析热量定制成形元件不均折射率场中的光反射的GPU射线追踪
Pascal Kern1, Max Brower-Rabinowitsch1, Lennart Hinz1
1Institute of Measurement and Automatic Control, Stiftung Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover, An der Universität 1, D-30823 Garbsen, Germany.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 28, 2025
概括
本研究通过模拟空气折射率波动来解决热成型混合组件中的几何偏差. 它通过优化测量位置和减少不确定性来改善光学质量控制.
科学领域:
- 制造业 工程 制造工程
- 光学计量学 在光学计量学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 混合散装金属零件对于现代工程至关重要,但由于热膨胀差异而表现出复杂的收缩.
- 热成型过程会导致显著的温度梯度,导致空气密度波动和不均的折射率场 (IRIF).
- 在现场质量监测期间,IRIF会通过偏离光来对光学几何重建的准确性产生不利影响.
研究的目的:
- 预测热成型过程中折射率波动的幅度和方向.
- 通过光线追踪模拟来评估IRIF对光学测量准确性的影响.
- 优化测量策略,以加强混合动力零件生产中的质量控制.
主要方法:
- 利用了对不均折射率 (IRIF) 场的现有模拟数据.
- 采用GPU加速的光线跟踪框架来模拟光的偏移.
- 分析模拟结果以确定最佳测量位置和量化不确定性.
主要成果:
- 量化了IRIF对热成型过程中光学测量的影响.
- 证明了基于模拟的方法在预测折射率变化的有效性.
- 确定了优化的测量位置,以减轻光的偏移效应.
结论:
- 模拟IRIF对于理解和补偿热成型中的光学测量错误至关重要.
- 开发的方法允许在表面重建中减少和量化不确定性.
- 这种方法显著提高了混合散装金属零件现场质量控制的可靠性.
