[其他]提高金屬箔快開快門速度的方法

無效

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• 申請日: 1987-01-16
• 公開（公告）號: CN87100881A
• 公開（公告）日: 1988-01-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張伯珩
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院西安光學精密機械研究所
• 主分類號: G02F1/09
• 分類號: G02F1/09
• 代理公司: 中國科學院西安專利事務(wù)所
• 代理人: 謝碧華,顧伯勛

金屬箔快開快門是轉(zhuǎn)鏡式高速攝影機中的一個重要部件，本發(fā)明是關(guān)于采用外加磁場來提高金屬箔快開快門速度的方法。

在轉(zhuǎn)鏡式高速攝影機中，由于記錄膠片是固定不動的，全記錄時間較短，在許多使用條件下需要快開快門與被攝過程同步，在被攝過程開始前瞬間，快開快門迅速開啟，這樣可以有效地防止記錄膠片提前曝光。提高快門的開門速度對增加攝影機攝影頻率和有效記錄時間有著重要作用。已有的快門裝置（美國專利US3，282，187，1966年11月1日）采用金屬箔作快開快門，它是利用兩平行導體中通以反向電流時互相推斥，通以同向電流時互相吸引的電磁原理做成。這種快開快門的開門孔徑可以做得較大，易于控制，通光比高[1∶0]，最高的開門速度為每微秒0.59毫米。但這種快門的工作電壓較高，一般都在7千伏以上，開門時往往伴有較強的閃光，會使底片部分感光。另外，開門時有部分金屬箔粉碎飛濺，污染光學鏡頭及高壓輸電線，使其無法使用。該專利還給出了在每張箔外側(cè)加裝一金屬條的結(jié)構(gòu)。導條的存在，增加了它對同側(cè)金屬箔的吸引力，但它與同側(cè)箔分流，減小箔間的斥力，在開門時雖不易產(chǎn)生閃光和箔的粉碎，實際上使快開快門的速度下降，國內(nèi)已經(jīng)應(yīng)用了這種裝有導條的金屬箔快門，開門速度只在每微秒0.12～0.21毫米之間。漂移較大。另一種快開快門（美國專利3，400，674，1968年9月），是利用具有磁致伸縮特性的材料制成，這種快門的開門孔徑很小，它的最大開啟尺寸為2密耳，即0.05毫米，這樣的尺寸僅適用于某些狹縫攝影機，應(yīng)用范圍不如金屬箔快開快門廣泛。

本發(fā)明的目的在于提出一種能夠提高金屬箔快開快門速度的方法，使快門具有工作電壓低于5千伏，開門速度可達每微秒0.7毫米，開門時間穩(wěn)定，開門時無閃光和箔的粉碎現(xiàn)象等優(yōu)點。

本發(fā)明的特征在于，使金屬箔快開快門置于外加磁場中，金屬箔表面與磁力線垂直，磁場的極性布置應(yīng)使得箔中通過電流時，箔受到的作用力指向外側(cè)。這樣，當箔中流過脈沖大電流時，箔受到的作用力中又增加了磁場對通電導體的作用力，箔向外收縮的速度更快，提高了金屬箔快開快門的開門速度。

本發(fā)明的特征在于上述的外加磁場是通過采用兩個電感線圈來產(chǎn)生的。將金屬箔快開快門置于兩線圈之間，箔垂直于兩線圈的軸線。電路上，將兩線圈和線圈之間的金屬箔串聯(lián)后接到開門控制電路中。當已儲能的高壓脈沖電容通過火花隙開關(guān)向快門裝置放電時，箔中通過脈沖大電流，線圈產(chǎn)生脈沖強磁場，快門迅速開啟，此種金屬箔快開快門的特點是控制電壓稍低（不大于5千伏），開門速度快（達到每微秒0.7毫米），開門時間穩(wěn)定，開門時無閃光和箔的粉碎現(xiàn)象。此種金屬箔快開快門除了在高速攝影機中使用外，還能用于其它需要快速開通光路的設(shè)備中。

圖一：用外加磁場來提高金屬箔快開快門速度的實用結(jié)構(gòu)示意圖。

圖二：加裝導條的金屬箔快門結(jié)構(gòu)。

圖一系采用外加磁場來提高金屬箔快開快門速度的實用結(jié)構(gòu)示意圖。圖二為該裝置中使用的帶有導條的金屬箔快門。在圖一中，1和3為繞在絕緣骨架上的電感線圈。兩線圈相距約5毫米，2為圖二中所示的金屬箔快開快門，將其置于兩線圈之間，線圈在電路連接上應(yīng)使兩線圈產(chǎn)生的磁場方向相同。線圈中產(chǎn)生的磁場，金屬箔快門在箔間的斥力，導條與箔的吸力及磁場對箔中電流的作用力的共同作用下迅速開啟。

實施例一

在轉(zhuǎn)鏡高速攝影機中，采用本發(fā)明提出的一種帶有外加電場的金屬箔快開快門，開門孔徑為12×24毫米²（開啟方向為12毫米）。在每秒200萬幅的拍攝頻率下拍攝微秒級雷管的起爆過程，快門控制電壓為4.5千伏，快門的開啟和雷管的起爆之間的時間同步準確，開啟時間為17微秒（即每微秒0.7毫米），有效記錄時間為38微秒。

實施例二

采用普通135照相機對隨機快速運動目標作單次攝影時，用本發(fā)明提出的外加磁場的金屬箔快門作快開快門，爆炸快門作快關(guān)快門?？扉_快門控制電壓4.5千伏，快門的開啟與被攝目標進入相機視場能準確同步。曝光時間與予定時間吻合。