[发明专利]一种多火花式高速摄影数字图像阵列记录系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多火花式高速摄影与图像处理技术，属于实验固体力学动态测试技术和高速摄影图像技术领域。

背景技术

多火花式高速摄影是记录高速流逝过程的有效手段，在实验动态断裂力学、材料的动态力学性能测量等方面已经起到了重要的研究应用。但是随着高速摄影技术与图像处理技术的发展，传统多火花式高速摄影技术的不足也逐渐显现出来：需要利用昂贵的航空用胶片记录图像，且需在暗室冲洗胶片并产生化学污染等。这些缺点很大程度上阻碍了该项技术在力学动态测试方面的发展及其在工程应用的拓展。亟待开发一种新的记录方法来代替航空用胶片，从而能更方便简洁地记录动态过程。

发明内容

为了使操作更加简便、减小工作量、提高工作效率，本发明的目的是提供一种多火花式高速摄影数字图像记录系统及方法，及同步触发与存储自动控制系统。

本发明的技术方案如下：

一种多火花式高速摄影数字图像阵列记录装置，其特征在于：该装置包括多火花式阵列点光源、第一成像透镜、第二成像透镜、CCD阵列摄像机系统、交换机、计算机数据处理系统以及时序控制同步系统；第一成像透镜和第二成像透镜设置在多火花式阵列点光源和CCD阵列摄像机系统之间，从多火花式阵列点光源中每个点光源发出的光经过第一成像透镜和第二成像透镜在CCD阵列摄像机系统中成清晰图像，该图像与点光源相对于多火花式阵列点光源中心和CCD阵列摄像机系统中心的连线成中心对称，CCD阵列摄像机系统中形成的图像通过交换机输入到计算机数据处理系统中；由时序控制同步系统通过控制线路分别和多火花式阵列点光源和CCD阵列摄像机系统相连。

本发明提供的一种多火花式高速摄影数字图像记录方法，其特征在于该方法包括如下步骤：

1)当时序控制同步系统接受到触发信号后，将其中的一路信号传递给多火花式阵列点光源，将另一路触发信号接入CCD阵列摄像机系统，控制多火花式阵列点光源和CCD阵列摄像机系统同步；

2)多火花式阵列点光源收到外触发信号后依次产生火花，CCD阵列摄像机系统在收到外触发信号后依次拍摄图像，每个图像与相应的点光源相对于多火花式阵列点光源中心和CCD阵列摄像机系统中心的连线成中心对称；

3)将CCD阵列摄像机系统中形成的图像通过交换机输入到计算机数据处理系统中进行分析和处理。

上述技术方案中，所述的CCD阵列摄像机系统中每个CCD的曝光时间为80-300ms。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明使用CCD阵列摄像机系统替代原来的胶片式记录，同时研制一套同步触发与存储自动控制系统，实现高速图像的自动采集与处理，从而达到节省人工、简化操作，避免冲洗胶片的化学污染、方便实验结果的传输、存储、携带和降低使用成本的目的，在高速摄影技术方面产生革新性的变化。

附图说明

图1是本发明提供的多火花式高速摄影数字图像阵列记录系统的结构原理示意图。

图2是本发明多火花式阵列点光源某一个光源的光路图。

图3是本发明中时序控制同步系统的控制时序图。

图中：1-多火花式阵列点光源；1a～d-4个同一列的多火花式阵列点光源；2-第一成像透镜；3-被测材料；4-第二成像透镜；5-CCD阵列摄像机系统；5a～d-4个同一列的CCD相机；6-交换机；7-计算机；8-时序控制同步系统；A-复位信号；B-外界触发信号；C-时序控制同步系统启动信号；D-多火花式阵列点光源触发脉冲时序信号；E-第1个CCD阵列摄像机系统触发信号；F-第2个CCD阵列摄像机系统触发信号；G-第3个CCD阵列摄像机系统触发信号；H-第n个CCD阵列摄像机系统触发信号。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的具体结构、工作原理、工作过程，但不应以此限制本发明的保护范围。