转镜式高速相机扫描速度检测装置及不确定度评定

基于光电转换基本原理，设计并研制了用于转镜式高速扫描相机扫描速度的检测装置，包括均匀脉冲光源、精密双狭缝、超快响应光电转换器以及高带宽、高采样率数字示波器等。论述了检测装置的核心部件，用该装置实测了SJZ-15型转镜扫描相机名义扫速为4．5mm／μs的扫描速度，计算出了扫速不均匀性。按照国军标GJB3756，对检测装置的测量不确定度来源进行了分析，给出了该装置的不确定度评定方法及测量不确定度，对检测结果的评定表明，该检测装置的相对测量不确定度不大于0．1%，远低于目前转镜扫描相机的最大扫速不均匀性水平。实验证明，设计的检测装置具有很高的准确度和可靠性。     

转镜分幅相机中分幅系统放大倍率的校正

理论上分析转镜分幅相机分幅系统放大倍率不一致产生的原因及因素。给出分幅系统放大倍率校正的方法,并以国内普遍使用的FJZ-250型高速转镜分幅相机为例,给出了每一画幅的放大倍率和校正系数。实测结果表明：分幅系统的放大倍率的不一致性与理论计算值差异较大,以校正的数据去分析处理爆轰实验底片,其空间测试精度有较大的提高。     

爆轰加载下柱壳膨胀断裂的超高速光电摄影实验研究北大核心CSCD

随着超快物理实验研究的开展,急需建立高时空分辨的测量设备以研究高能产物的运动特性。目前,转镜高速分幅摄影相机的时间分辨力已经不能完全满足需求。因此,研究具有更高时间分辨能力的超高速光电分幅相机具有重要的意义。借助自研的超高速光电分幅相机,进行了爆轰加载下的柱壳膨胀断裂实验,同时使用转镜相机进行测量。实验结果表明,光电相机的消动态模糊能力更强,拍摄效果更好,而转镜相机拍摄的幅数更高。根据该结果,建议将两种相机配合使用,以更好地对物理过程进行测量。     

超高速转镜式扫描相机的时间分辨率测量

分析了影响转镜扫描相机时间分辨率的各种因素,给出了极限时间分辨率和基于相机动态摄影分辨率计算的时间分辨率的理论计算公式和结果。结合国内普遍使用的SJZ-15型转镜扫描相机,用自研设备动态像质检查仪和100ps超短脉冲激光照明两种测试方法,计算出了该相机钢转镜和铍转镜在不同转速下的实测时间分辨率值,并对数据进行了分析、比对和讨论。实测数据表明：钢转镜的转速为12×104 r/min,其最高时间分辨率约为8ns;铍转镜的实用最高转速为30×104 r/min,其最高时间分辨率约为4ns。     

超高速转镜扫描相机扫描速度的校准及应用方法

研制了一套超高速转镜扫描相机扫描速度的校准装置，采用严格控制狭缝宽度和边缘质量的双狭缝、超快响应（0.7 ns）的光电倍增管以及相应措施,改善光电倍增管阴极不同部位灵敏度的一致性，使得校准装置的相对测量扩展不确定度达到了0.1％；给出了扫描速度校准的应用方法，并且分析了气压对相机符合转速的影响.     

多重条纹辐射测量技术

通常采用转镜扫描相机直接观测高爆试验药柱周边的爆炸贯穿,或借助于两个平面反射镜,用转镜扫描相机观测药柱周边完全相反部位的爆炸贯穿,记录隅角迴转距离。利用火花隙技术和锥形内反射棱镜,可以获得圆形试验药柱贯穿的多重记录,这种新方法被称为多重条纹辐射测量技术。     

高速扫描相机时间测量不确定度分析

以国内普遍使用的SJZ-30型高速扫描相机为例,用精测转速方法的结果处理数据,转速测量相对合成不确定度小于0.1%,时间间隔测量的相对扩展不确定度为0.2%.扫描速度在像面上的位置误差,采用"中值扫描速度",可予以校正.同时讨论了进一步降低转速测量不确定度和位置误差的方法.     

爆轰加载下柱壳膨胀断裂的超高速光电摄影实验研究

随着超快物理实验研究的开展,急需建立高时空分辨的测量设备以研究高能产物的运动特性。目前,转镜高速分幅摄影相机的时间分辨力已经不能完全满足需求。因此,研究具有更高时间分辨能力的超高速光电分幅相机具有重要的意义。借助自研的超高速光电分幅相机,进行了爆轰加载下的柱壳膨胀断裂实验,同时使用转镜相机进行测量。实验结果表明,光电相机的消动态模糊能力更强,拍摄效果更好,而转镜相机拍摄的幅数更高。根据该结果,建议将两种相机配合使用,以更好地对物理过程进行测量。     

转镜式高速分幅相机中的离焦计算

本文从排镜代替圆产生的离焦和不共轴性出发,推导了在底片代替圆上离焦计算的精确公式,克服了传统计算方法所引入的误差,为评价转镜分幅相机的像质提供了更可靠的依据。     

神龙一号参数测量用高速两分幅相机

采用长焦距镜头的后工作空间全口径分光原理,利用门控型像增强器、CCD相机、基于大规模可编程集成电路的高速快门控制触发系统等部件,研制了具有较高时间分辨能力和高灵敏度的两分幅高速相机,并在此基础上建立了束参数的高速测量系统。两分幅相机的最高快门速度约3 ns,幅间间隔时间则具有以0.5 ns的步进进行调节的能力;快门时间及幅间间隔时间可以分别独立调节,最大可到1 s;同时具有较好的线性度和空间响应的均匀性,等效背景噪声低到约5 electronspixel-1s-1,并且分幅相机灵敏度调节范围大。该系统一次可以拍摄两幅图像,图像阵列可达到1 0241 024,满足神龙一号的各种测量要求。     

强流电子束二极管等离子体光学诊断

通过处理强流电子束加速器主开关导通之后所形成的高压电脉冲,得到了二极管等离子体光学诊断的同步时间基准。采用高压电脉冲延时结合二极管等离子体光信号延时的方案,实现了相机曝光过程与等离子体发光过程的ns级精度同步。综合采取屏蔽、滤波等措施,实现了整个系统的电磁兼容,最终稳定地拍摄到了ns时间分辨的二极管等离子体发光过程。     

伪彩色技术在靶场高速摄像中的应用

鉴于高速摄像系统在靶场试验中重要地位,提出了一种提高高速摄像图像质量的可行方法。基于改进的线性伪彩色技术将高速摄像中高速移动物体进行伪彩色增强处理,而对其它静止的背景物体不做处理仍以灰度显示。通过用MATLAB进行计算机编程处理,结果证明了该方法的有效性,克服了在靶场试验中高速摄像图像存在的亮度低、对比度差的缺点,获得了良好的增强效果。使靶场试验不再受时间和天气的影响,这种提高高速摄像质量的方法必定有广阔的应用前景。     

提高转镜分幅相机动态空间分辨率的一种途径

在转镜分幅相机中,有效相对孔径一般部比较小,尤其在时间方向上,由于受排透镜光栏宽度的限制,有效相对孔径就显得更小。因而动态衍射对空间分辨率的影响较大。本文试图从提高时间方向上动态空间分辨率出发,从理论上分析和探讨提高动态分辨率的可能性。分析结果证明,在适当扩大孔径光栏宽度后,在时间方向上的动态空间分辨率可提高15～20%。这一结果对改善转镜分幅相机的成像质量是有实际意义的。     

XGS—12型高速电影摄影机

XGS-12型摄影机是西安光机所新近推出的又一种16mm棱镜补偿式高速电影摄影机,其画幅尺寸为7.5×10.4mm~2时的最高拍摄频率为11000fps。该机性能优异,附件齐全,本文对该机将从光学系统摄影机和电控制系统三个部分加以介绍。     

双曲柄式160摄影机在战略靶场中的应用

文章叙述了靶场经纬仪中使用摄影机的类型与特点;指出更新的双曲柄式160摄影机具有技术性能高,操作方便,可靠性好等特点。经受了多种工作考验,为多种试验提供了高精度测量数据,最后给出了几种摄影机应用情况对照表。     

水中高压放电的二次放电现象

通过测量水中铜丝电爆炸的电流、电压波形发现水中高压放电存在着二次放电现象.利用高速摄影拍摄了二次放电过程的高速阴影和高速扫描照片.直观的图象证实了这一奇特的放电现象的存在.比较了二次放电与一次放电的不同并简要分析了原因 关键词： 高压放电 等离子体 高速摄影     

门控型像增强器开门时间测量

提出了采用超快激光脉冲与光纤阵列形成的光延时、跟CCD相机相结合的方法,对门控型像增强器进行了开门时间的测量,分析了该测量方法的可行性,建立了门控型像增强器开门时间的测量系统。用该测量方法对超高速光电分幅相机中的门控型像增强器开门时间进行了测量,得到了10,20,30,50 ns档开门时间的实验图片,与所加的快高压脉冲时间12.50,18.50,28.75,48.60 ns相比较,开门时间的测量精度得到了提高,该测量方法可用于超高速光电分幅相机曝光时间的标定。     

气体触发开关击穿过程的光学测量实验研究

文章首先介绍了气体触发开关的三电极结构, HSFC-PRO超高速相机的主要性能参数和使用HSFC-PRO超高速相机进行气体触发开关的击穿过程的光学测量实验的实验设计, 并利用ANSYS软件对触发开关三电极导通过程进行静电场模拟. 初步实验结果表明, 气体触发开关击穿过程可分为两个阶段, 即触发极与正电极击穿后再与负电极击穿, 实验结果与静电场模拟结论一致. 该气体触发开关在24ns时正负电极已完全击穿导通, 击穿过程迅速, 并且击穿导通过程在10.5μs以上, 0至4.5μs时间内正负电极之间放电火花依次明显增强, 而6至10.5μs内放电火花依次减弱, 到10.5μs时放电火花最弱, 气体触发开关击穿导通过程基本结束. 实验证明, 超高速相机是研究开关快速击穿放电导通过程的有效手段, 本实验为进一步研究高压开关击穿导通过程并提高开关耐压性能提供了参考.     

高速CCD摄像机驱动时序发生器的设计及基于CPLD技术的实现

在分析DALSA公司的IA D1型高速CCD器件驱动时序关系的基础上 ,设计了可调曝光时间的高速摄像机驱动时序发生器。选用复杂可编程逻辑器件 (CPLD)作为硬件设计平台 ,使用VHDL语言对驱动时序发生器进行了硬件描述 ,采用EDA软件对所设计的驱动时序发生器进行了功能仿真 ,针对Lattice公司的可编程逻辑器件ISPLSI5 2 5 6进行适配。系统测试结果表明 ,所研制的驱动时序发生器不仅可以满足高速CCD摄像机的驱动要求 ,而且还能够调节其曝光时间