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对于高速相机的高速瞬变现象的一般特性

2022-09-15 10:44:45

对某一现象进行工业高速相机研究,先要了解被研究目标的运动特点,明确通过高速摄影后需要得到什么样的结果,高速相机小编告诉你通常需要了解以下几个方面的问题。

摄像机

1、被摄目标的空间尺寸

为了跟摄像机的画幅尺寸一一对应起来,对被摄目标的空间特征尺寸定为长方体或圆柱体,而绝大部分高速摄像系统的画幅为长方形的,再考虑到成像有个深度范围,因此,它对应物体的空间特征尺寸为宽度×高度×深。

不同运动状态的运动目标,其空间尺寸应做不同的考虑,对于没有空间扩展运动的目标,如通常的机械运动、火花放电、高速等离子体等被摄目标,往往可以看成是被固定在某一个特定的有限空间范围内,只要把研究者感兴趣的范围作为被摄目标的空间尺寸就可以了,但是,对于有空间扩展运动的目标来说,其空间尺寸就要考虑到摄影期间目标扩展的空间尺寸,例如炮弹的飞行、炸药的爆炸等就要把摄影记录时间内目标运动区间计算在内,确定了目标的空间尺寸以后,就可以选择摄像机物镜的焦距、摄像机的安置位置、画幅尺寸等参数。

2.目标的运动速度

高速相机镜头的运动速度是决定摄像机参数的一个很重要的数据,通常认为,目标运动速度越大,就需要愈高的摄影频率,其实也并不其然,如显微高速摄影,即使被研究物体的运动速度并不很快,也要采用高速摄影,而对导弹飞行轨迹进行摄影时,则不需要很高的摄影频率。

3.目标变化的持续时间和特性周期

目标变化的持续时间或特性周期决定了摄影记录的有用时间,若目标运动是周期性出现的,如昆虫翅膀的振动、钟表机械的擒纵运动等,就有明显的特性周期,假设昆虫翅膀振动频率为100HZ,那么它的特性周期就为1/100s,对于另外一些非周期性运动的目标,如核弹的爆炸,即用持续时间来表征,假如,核物理科学家对核弹引爆时的1μs时间内变化情况感兴趣,那么就需要把这里爆心变化现象用高速摄影方法记录下来,我们就可以认为,这1μs即为目标运动的持续时间。

4.目标的亮度特性

高速相机根据目标的发光特性,可以分为自发光体和非自发光体,自发光体本身发出光能量,有的还发出很强的光能量,如爆炸、火花放电等,非发光体仅以自己的表面反射外界照明的光能量来传递光学信息的。


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