一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及高速攝影及光電測量領(lǐng)域，目的是為了提供一種高精度的高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法。本發(fā)明提供的轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)調(diào)節(jié)方法，其具體步驟是：首先確定物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片所需的度數(shù)；激光器發(fā)出的紅外激光經(jīng)光發(fā)射系統(tǒng)擴束、準(zhǔn)直后投射到相機中的高速轉(zhuǎn)鏡上，光接收系統(tǒng)接收高速轉(zhuǎn)鏡反射的激光束，進(jìn)入光接收系統(tǒng)的激光束成為光同步信號；然后將光同步信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到電同步信號，電同步信號經(jīng)處理電路處理生成物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片的度數(shù)所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號；最后根據(jù)火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號控制相機快門進(jìn)行拍攝。本發(fā)明適用于高速轉(zhuǎn)鏡式相機。
【專利說明】一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及高速攝影及光電測量領(lǐng)域，特別涉及轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)。
【背景技術(shù)】
[0002]轉(zhuǎn)鏡式高速相機是一種重要的空間-時間分辨光學(xué)測試設(shè)備，具有IX IO4?
IX IO7幅/秒的時間分辨本領(lǐng)及良好的圖像空間分辨率，它在高速攝影領(lǐng)域占據(jù)重要的地位，被廣泛應(yīng)用于實驗室等離子體、爆炸力學(xué)和火花放電方面的研究。通過反射鏡的高速旋轉(zhuǎn)，被攝目標(biāo)經(jīng)光學(xué)系統(tǒng)在相機底片上掃描，相機底片的空間信息變化對應(yīng)于被攝目標(biāo)的時間變化過程。在同步轉(zhuǎn)鏡相機中，記錄膠片固定不動且記錄膠片長度一般不超過九十度，而高速攝影所記錄的爆炸、放電等物理實驗往往瞬間完成，因此被記錄的物理實驗發(fā)生時刻必須與轉(zhuǎn)鏡相機有效同步，即必須找到物理實驗的火花記錄于相機底片的度數(shù)的有效調(diào)節(jié)方法。
[0003]傳統(tǒng)方法主要采用磁電式傳感器實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)鏡相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)。磁電式傳感器的電壓曲線理想波形為正弦波或線性三角波，因此可以通過設(shè)置閾值電壓觸發(fā)被攝影目標(biāo)來實現(xiàn)被攝目標(biāo)在高速轉(zhuǎn)鏡相機底片成像的火花度數(shù)調(diào)節(jié)。而在實際情況中，由于電磁傳感器的材料性能、安裝工藝等諸多因素的影響，磁電式傳感器的實際電壓波形并不規(guī)則，這會造成被攝目標(biāo)在高速相機膠片上成像的火花度數(shù)產(chǎn)生漂移，高速相機底片火花度數(shù)調(diào)節(jié)的精度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機記錄物理實驗過程中物理實驗所產(chǎn)生火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機膠片的度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，它可以有效控制物理實驗記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機膠片的度數(shù)，且在記錄多次重復(fù)的物理實驗時可以使物理實驗的發(fā)生與轉(zhuǎn)鏡式高速相機的記錄同步，從而能使轉(zhuǎn)鏡式高速相機能夠更好的捕捉記錄爆炸、放電等物理實驗過程。
[0005]本發(fā)明解決其技術(shù)問題的技術(shù)方案是，提供一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，包括如下步驟:
[0006]A.確定物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片所需的度數(shù)；
[0007]B.激光器發(fā)出的紅外激光經(jīng)光發(fā)射系統(tǒng)擴束、準(zhǔn)直后投射到相機中的高速轉(zhuǎn)鏡上；
[0008]C.光接收系統(tǒng)接收高速轉(zhuǎn)鏡反射的激光束，進(jìn)入光接收系統(tǒng)的激光束成為光同步
信號;
[0009]D.將光同步信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到電同步信號，電同步信號經(jīng)處理電路處理生成物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片的度數(shù)所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號；
[0010]E.火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號作為觸發(fā)信號提供給拍攝目標(biāo)和高速轉(zhuǎn)鏡相機的開關(guān)快門，拍攝目標(biāo)的引爆和高速轉(zhuǎn)鏡相機的開關(guān)快門的開啟在觸發(fā)信號的觸發(fā)下同時發(fā)生。
[0011]具體地，步驟C的具體方法為:調(diào)整光發(fā)射和光接收系統(tǒng)的相對位置，使得當(dāng)高速轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到零度角時，經(jīng)過反射鏡反射的激光束將進(jìn)入光接收系統(tǒng)。
[0012]較佳地，步驟D中，所述電同步信號在信號處理電路處理之前還需要進(jìn)行信號放大。
[0013]具體地，步驟D中，信號處理電路生成火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號的處理過程為:
[0014]Dl.電同步信號首先經(jīng)過濾波和整形得到具有陡峭脈沖前沿的脈沖信號然后輸入到微機系統(tǒng)中；
[0015]D2.微機系統(tǒng)根據(jù)物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機膠片所需的度數(shù)的大小進(jìn)行可編程延時，可編程延時的時間
[0016]
【權(quán)利要求】
1.一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括如下步驟: A.確定物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片所需的度數(shù)； B.激光器發(fā)出的紅外激光經(jīng)光發(fā)射系統(tǒng)擴束、準(zhǔn)直后投射到相機中的高速轉(zhuǎn)鏡上； C.光接收系統(tǒng)接收高速轉(zhuǎn)鏡反射的激光束，進(jìn)入光接收系統(tǒng)的激光束成為光同步信號; D.將光同步信號進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換得到電同步信號，電同步信號經(jīng)處理電路處理生成物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片的度數(shù)所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號； E.火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號作為觸發(fā)信號提供給拍攝目標(biāo)和高速轉(zhuǎn)鏡相機的開關(guān)快門，拍攝目標(biāo)的引爆和高速轉(zhuǎn)鏡相機的開關(guān)快門的開啟在觸發(fā)信號的觸發(fā)下同時發(fā)生。
2.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟C的具體方法為:調(diào)整光發(fā)射系統(tǒng)和光接收系統(tǒng)的相對位置，使得當(dāng)高速轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)到零度角時，經(jīng)過高速轉(zhuǎn)鏡反射的激光束將進(jìn)入光接收系統(tǒng)。
3.如權(quán)利要 求1所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟D中，所述電同步信號在信號處理電路處理之前還需要進(jìn)行信號放大。
4.如權(quán)利要求1所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)方法，其特征在于，步驟D中，信號處理電路生成火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號的處理過程為: Dl.電同步信號首先經(jīng)過濾波和整形得到具有陡峭脈沖前沿的脈沖信號然后輸入到微機系統(tǒng)中； D2.微機系統(tǒng)根據(jù)物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機膠片所需的度數(shù)的大小進(jìn)行可編程延時，可編程延時的時間
360 其中T等于接收到前兩次電同步信號的時間間隔； D3.最后由微機系統(tǒng)生成所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號。
5.一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，包括激光器、光發(fā)射系統(tǒng)、高速轉(zhuǎn)鏡、光接收系統(tǒng)、光電探測器及信號處理電路； 激光器，用于產(chǎn)生紅外激光； 光發(fā)射系統(tǒng)，用于將激光器發(fā)出的激光擴束、準(zhǔn)直，投射到相機中的高速轉(zhuǎn)鏡上； 高速轉(zhuǎn)鏡，用于將光發(fā)射系統(tǒng)投射的激光反射到光接收系統(tǒng)中； 光接收系統(tǒng)，用于接收高速轉(zhuǎn)鏡反射的激光束，進(jìn)入光接收系統(tǒng)的激光束成為光同步信號; 光電探測器，用于將光同步信號轉(zhuǎn)化為電同步信號； 信號處理電路，用于根據(jù)電同步信號生成物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片的度數(shù)所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號； 所述光發(fā)射系統(tǒng)分別與激光器及高速轉(zhuǎn)鏡連接，所述光接收系統(tǒng)分別與高速轉(zhuǎn)鏡及光電探測器連接，所述信號處理電路與光電探測器連接。
6.如權(quán)利要求5所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，還包括信號放大器，所述信號放大器用于將電同步信號進(jìn)行放大后傳輸給信號處理電路，所述信號放大器分別與光電探測器及信號處理電路連接。
7.如權(quán)利要求5所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述光接收系統(tǒng)的安裝位置與高速轉(zhuǎn)鏡中心的距離接近相機掃描半徑。
8.如權(quán)利要求5或6或7所述的一種轉(zhuǎn)鏡式高速相機底片火花度數(shù)的調(diào)節(jié)裝置，其特征在于，所述信號處理電路包括: 濾波與整形單元，用于將電同步信號進(jìn)行濾波和整形得到具有陡峭脈沖前沿的脈沖信號并輸入到微機系統(tǒng)中； 編程延時器，根據(jù)微機系統(tǒng)計算得到的延時時間進(jìn)行延時處理； 微機系統(tǒng)，根據(jù)物理實驗產(chǎn)生的火花記錄于轉(zhuǎn)鏡式高速相機膠片所需的度數(shù)的大小進(jìn)行可編程延時計算并生成所需的火花度數(shù)調(diào)節(jié)脈沖信號； 所述濾波與整形單元分別與光電探測器及編程延時器連接，所述微機系統(tǒng)與編程延時器連接。
【文檔編號】G03B39/00GK103995430SQ201410184000
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月4日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月4日
【發(fā)明者】李華棟, 吳云峰, 鄭天策, 瞿鑫, 戴磊, 夏濤 申請人:電子科技大學(xué)