超高速分幅相机中的无鬼像光学系统

超高速光电摄影系统是目前最常用的一种高速摄影设备。在进行超高速光电分幅相机光学系统的设计时,由于面数较多、结构较为复杂,很容易在像面附近形成鬼像,从而影响成像的锐度和对比度,干扰目标的识别。为了解决鬼像的问题,本研究从光学系统中的关键器件像增强器出发,分析了鬼像形成原因,并进一步采用光纤面板对像增强器进行了优化设计,从而克服了鬼像问题。采用本光学系统组成的超高速光电分幅相机拍摄了高压火花放电的过程,实验结果表明,得到的图像无鬼像。利用该系统可以方便地进行纳秒时间尺度的超高速摄影实验研究,拍摄的照片无鬼像,有利于目标的精确识别和解读。     

变像管扫描相机扫描速度及非线性的标定技术

变像管扫描相机在超快物理过程的研究中具有广泛的应用。扫描速度及其非线性作为相机的主要技术指标之一,其准确度对实验结果有着重要影响。为了准确获取数据,确保实验结果的可靠性,采用皮秒光脉冲源、标准具及精密延时器,对高速变象管相机扫描速度和扫描速度非线性进行了实验标定,取得了较好的扫描速度非线性实验数据。结果表明,标定的变像管扫描相机最大扫描速度非线性为±3.52%;标定结果最大相对误差为±1.4%。这一结果对有效提高实验数据处理和物理分析的可靠性是有很大帮助的。     

可用于多幅纹影照相的超高速光电分幅相机光学系统设计

超高速光电分幅相机常用的8棱锥分光方式在应用于平行光作为背景照明的纹影实验时,原理性的引起了图像的切割。为解决该问题,我们采用多组1:1分光棱镜代替分光棱锥的空间分光方法来完成光学系统的设计,装调后的相机系统达到了较高的空间分辨率。用研制的超高速光电分幅相机进行了纹影实验,拍摄了脉冲高压作用下的直径Φ30μm的钨金属丝爆炸过程,实验结果显示由钨丝爆炸引起的空气冲击波明显,图像均匀完整,没有切割情况出现。研制的光电分幅相机已经在激光与物质相互作用等相关领域的实验中得到了很好的应用。     

转镜式高速相机的计量技术

给出了转镜式高速相机的检定项目,并建立了一套系统的检定装置,给出了相机各参数检定的测量不确定度。实验分析结果表明,各标准装置可以用于转镜式高速相机的检定。     

激光干涉测速中的小波快速算法研究

为了提高小波变换在激光干涉测速中的计算速度,分析了小波变换的计算过程,提出了两种快速算法,通过分析对比,选择了一种适合于全光纤位移干涉信号的算法,在相同条件下,对同一信号分别采用常规小波变换和使用快速傅里叶变换的快速方法进行处理。结果表明,采用快速算法的小波变换对信号的处理能力并没有下降,且提高了小波变换的运算效率。这种快速算法用于瞬态位移干涉仪信号处理是行之有效的,可以提高数据处理的速度,有利于小波变换在工程中的应用。     

转镜式高速相机控制系统

由于应用的需求 ,转镜式高速相机的控制系统发展成以计算机和多种专用外围单元组成的计算机控制系统。介绍了该系统的组成和工作原理 ,系统各单元的具体实现方法。该系统采用了计算机控制、电力电子以及冲击电流放电等技术。     

转镜高速相机的电机调速系统设计

转镜高速相机的转镜驱动电机通常采用特种高速直流调速电机 ,对启动控制要求较高。而转镜高速相机不但要求其转镜驱动电机有较高的调速精度 ,还对整个转速—时间曲线提出了要求。这里介绍的计算机控制电机调速系统采用了专家控制型控制策略 ,使用了驱动简单、热稳定性好的绝缘门双极型晶体管 (IGBT)作功率放大元件 ,满足了转镜高速相机的需求。     

精密光纤延迟线的设计及实验验证

为了解决光纤延迟线研制中高延迟精度和低插入损耗相互矛盾的问题,提高延迟线制作的工程可行性,提出了由基于光纤组合透镜准直器,角锥棱镜反射镜的光学结构和滚珠丝杠等机械结构组成的延迟线系统模型。介绍了光纤延迟线的构成和基本原理;根据项目研制的具体要求,重点设计了波长在1 550nm的关键器件——光纤准直器和角锥棱镜;然后,进行了光学辅助机械结构的设计和组装;最后,采用光纤激光器完成了光学校准和数据测试。实验结果表明:该延迟线在延迟距离为1~9.6cm时,耦合效率均在80.6%以上,并且时延的重复性很好,精度较高,可以满足雷达、通讯、电子对抗等各种不同电子系统的需求。     

智能相机发展极其关键技术

针对嵌入式机器视觉系统向独立化、智能化发展的要求,介绍了一种嵌入式视觉系统一智能相机.基于对智能相机体系结构、组成模块和图像采集、传输和处理技术的分析,对国内外的几款智能相机进行比较.综合技术发展现状,提出基于FPGA+DSP模式的硬件平台,并提出智能相机的发展方向.分析结果表明,该系统设计可以实现脱离PC运行,完成田像获取与分析,并作出相应输出.     

高精度透平驱动器的设计

透平驱动器可以高效稳定的驱动转镜式高速相机。本设计中气动部分采用高压和低压双气路通道,分别利用SMC的ITV2050系列不同耐压值的高精度电气比例阀进行高精度控制;电气控制方面以XC164CS单片机为核心控制器,利用超高速光耦ACPL-072L对激光测速计的转速信号进行光电隔离;采用了模糊控制与PID控制相结合,优势互补的控制策略。实验曲线表明转镜相机转速被设定在3—30万转／min的范围内时,该系统可以使得转镜在8s内达到稳定状态,稳态误差小于0．5％。