[其他]新型多閃光高速攝影機

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101987000003583
• 申請日: 1987-05-13
• 公開（公告）號: CN1004231B
• 公開（公告）日: 1989-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鴻志;杜其學;劉殿金;郎明君;郭建國
• 申請（專利權(quán)）人: 華東工學院
• 代理公司: 南京理工大學專利中心
• 代理人: 吳樹山;劉素梅

一種新型多閃光高速攝影機，它包括多閃光光源、時序控制機構(gòu)、場鏡和多鏡頭相機，其特征在于多閃光光源由局部充氣的約束式串聯(lián)火花隙組成、時序控制機構(gòu)為時控測讀儀、多鏡頭相機內(nèi)設(shè)有多路獨立式光電轉(zhuǎn)換顯示器。本發(fā)明能對同一瞬態(tài)過程進行高速、多幅取樣，而且每兩幅間的時間間隔能在大范圍內(nèi)任意改變，以攝取全過程圖象。本發(fā)明廣泛適用于高瞬態(tài)流場顯示，動態(tài)光彈、散斑照相，瞬態(tài)燃燒、爆炸爆轟過程的參數(shù)測量。

本發(fā)明涉及一種光學精密測量儀器，特別是一種新型多閃光高速攝影機。

現(xiàn)有的拍攝頻率為10⁴～10⁶幅/秒級的各種分幅高速攝影機，均存在拍攝的圖象清晰度差，空間分辨率最高僅為26線對/mm;兩幅照片間的時間間隔無法任意改變;畫幅尺寸小，最大的僅為14×22mm²;且結(jié)構(gòu)復雜，價格昂貴，多閃光高速攝影機在原理上可以克服上述缺點，但由于現(xiàn)有的多閃光高速攝影機通常采用敞開式或約束式單火花隙的多火花光源和采用數(shù)字電路或模擬電路的時序控制器，且無實時測量裝置，因而存在以下問題：（一）多火花光源的綜合性能指標差，尤其受環(huán)境的影響較大，當多路同時工作時，往往得不到完整的照片;（二）時序控制器受火花光源的電磁干擾，工作狀態(tài)極不穩(wěn)定;（三）幅間間隔僅能等間隔或分組等間隔調(diào)整;（四）無實時測量裝置，時間分辨率僅為10^-6秒。這些問題是多閃光高速攝影機至今尚未在國內(nèi)外推廣應(yīng)用的主要原因，也是當今國內(nèi)外多閃光高速攝影領(lǐng)域中急需解決的難度很高的課題。

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有多閃光高速攝影機存在的主要問題，提供一種改進的多閃光高速攝影機，它不僅能對同一瞬態(tài)過程進行高速、多幅取樣，而且每兩幅間的時間間隔能在大范圍內(nèi)任意改變，以攝取全過程圖象。

根據(jù)本發(fā)明制作的新型多閃光高速攝影機，其中包括高壓直流電源、開關(guān)箱與多火花源組成的多閃光光源、時序控制機構(gòu)、場鏡和多鏡頭相機，其特征在于所述的多火花光源為局部充氣式組合火花光源、時序控制機構(gòu)為時控測讀儀，多鏡頭相機內(nèi)設(shè)有多路獨立式光電轉(zhuǎn)換顯示器。當多閃光光源中的局部充氣式組合火花光源進入工作狀態(tài)時，它利用了高壓氣體電絕緣性高和良好的滅弧性這兩個基本特性，使其閃光時間縮短至亞微秒級，且不受環(huán)境的影響，它的點光源特性、觸發(fā)穩(wěn)定性、能量輸出等綜合性能指標有了很大提高，火花光源產(chǎn)生的強電磁干擾，雖然其頻譜相當復雜，由于時控測讀儀的瞬態(tài)響應(yīng)快，進入輸入端的干擾信號還沒有到達輸出端之前，就被有效地抑制。時控測讀儀就能有效地依次輸出觸發(fā)信號，并能在1～10^-6秒范圍內(nèi)任意改變延時值，從而達到任意改變幅間間隔的目的。火花光源經(jīng)場鏡反射穿過被測區(qū)，在多鏡頭相機的鏡頭后成像。設(shè)在多鏡頭相機內(nèi)的多路獨立式光電轉(zhuǎn)換顯示器，實時將光信號轉(zhuǎn)換成電信號送入時控測讀儀中，得到實際的閃光時間間隔。由于利用脈沖閃光的前沿觸發(fā)，使時間分辨率由10^-6秒提高到10^-7秒，完全消除了時控測讀儀、開關(guān)箱、多火花光源的系統(tǒng)誤差。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著特點是：（一）不受環(huán)境影響，使穩(wěn)定工作區(qū)從3～5KV增大至9～10KV，提高輸出光能兩倍，保證觸發(fā)穩(wěn)定性近于100%;（二）解決了抗電磁干擾問題，拍攝幅頻由10³～10⁶幅/秒擴展到1～10⁶幅/秒，且由等間隔提高到任意不等間隔;（三）解決了預置時間精度與拍攝時間精度不一致的問題，使時間分辨率由10^-6秒提高到10^-7。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)性能對比見下表：

本發(fā)明的具體結(jié)構(gòu)由以下實施例及其附圖給出。

圖1是根據(jù)本發(fā)明提出的新型多閃光高速攝影機結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明提出的局部充氣式組合火花光源的結(jié)構(gòu)剖視圖。

下面結(jié)合圖1和圖2對新型多閃光高速攝影機進行詳細說明。