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简述高速相机的工作原理及应用领域

更新时间:2023-08-17      点击次数:737
  高速相机多年来被使用在研究上,有些非常实用,例如车祸模拟测试的纪录。一直到当下,才有这类研究工具被娱乐界所运用,高速相机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样,当以常规速度放映时,所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速相机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。
  高速运动目标受到自然光或人工辅助照明灯光的照射产生反射光,或者运动目标本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜,经物镜成像后,落在光电成像器件的像感面上,受驱动电路控制的光电器件,会对像感面上的目标像快速响应,即根据像感面上目标像光能量的分布,在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包,完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中,由电脑对图像进行读出显示和判读,并将结果输出。因此,一套完整的高速成像系统由光学成像、光电成像、信号传输、控制、图像存储与处理等几部分组成。
  高速摄影在工业应用中应用广泛,高速相机镜头能拍摄到肉眼无法看清楚的图像和运动过程。流体力学中的湍流、流体的流速、流场、气泡、沸腾、两相流等运动规律的观察和分析更是少不了高速相机的参与。如用高速摄像拍摄的石头进入水中一刹那的细节。通过高速相机影像,研究人员能够了解石头水下的受力情况,并通过流体动力学,分析出为何石头能在水面上连续多次漂浮。
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