[发明专利]转镜分幅相机时序诊断的光强时标探测器及其标定方法

说明书

本发明公开了转镜分幅相机时序诊断的光强时标探测器，包括：光探头，光探头的数量为两个，两个光探头均安装于转镜分幅相机的排透镜上方且分别对应不同的两幅照片，用于采集光强并测量安装位置对应的照片拍照时刻；光强探测器用于接收光探头采集到的光强信号；光电转换模块用于将光强探测器采集到的光强信号转换为电信号；时序检测系统包括示波器和采集控制模块，示波器用于接收光电转换模块转换的电信号并显示光强随时间变化的波形，采集控制模块用于采集示波器中的信号并处理，读出波形数据并分析时间。本发明还公开了上述光强时标探测器的标定方法。本发明可实现实验前拍照时序的快速调试，实验时拍照时刻的监测以及被拍摄物光强度变化诊断。

技术领域

本发明涉光学瞬态测试技术领域，具体涉及转镜分幅相机时序诊断的光强时标探测器及其标定方法。

背景技术

高速分幅照相技术是研究高速动态物理现象的重要实验诊断技术，在科学研究中具有重要的应用价值。其中，转镜式分幅高速摄影技术由于其时间分辨率高、成像空间分辨率高、胶片接收光强范围大等一系列优点，广泛应用于爆炸力学、断裂力学、冲击动力学等多个学科领域，是研究微秒/十微秒量级动态物理过程的主要手段之一。

转镜式分幅高速摄影技术由于其采用机械结构的特性，其拍照时间的漂移量较大，因此需要借助其他方法确定每一幅图像的成像时刻，实验前也需要对拍照时间进行粗调。传统使用的确定方法为时标雷管法，即在拍照区域内放置一个雷管，拍摄图像会同步记录雷管的爆炸过程，由于雷管开始动作的时间已知，从而可以确定时标雷管首次运动图像的成像时刻，结合转镜式高速相机的幅间距，可确定每一幅图像的成像时间。

但时标雷管法存在一些明显的不足：一是时间精度低，时标雷管法判读的时间精度与高速摄影的幅间距相当，不确定度大，无法满足精密物理实验的需求；二是危险系数高，时标雷管由高压电信号引爆，存在一定的安全隐患，普通实验室不具备相关的安全保障条件；三是经济性不够，时标雷管价格较贵，且在实验中为消耗品，实验成本显著提高；四是调试耗时多，在调试过程中，需要使用假雷管结合底片进行时序粗调，洗相过程费时费力，实验效率低下。中国专利公布号CN 104793457 A于2015年7月22日公布了发明名称为“用于转镜式分幅相机高速摄影的激光时标信号标定方法”的发明专利申请，其通过激光时标信号发生器触发调制激光产生的脉冲信号光，可形成任意波形强度变化特征的脉冲信号，满足多种标定方法的不同时标信号需求，并且通过读取脉冲信号在底片上的起始和缺失幅数及公式运算将时标信号标定精度由T提高到了0.1T，标定精度提高了10倍。但是该发明的激光时标系统的信号来源为被摄物相场内即物方，一次性不可重复使用，并且该激光时标系统终端信号解决仍然使用底片，采集效果受底片最终效果影响较大，信号精确判别难道也较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足，目的在于提供转镜分幅相机时序诊断的光强时标探测器，可实现实验前拍照时序的快速调试，实验时拍照时刻的监测以及被拍摄物光强度变化诊断。

本发明通过下述技术方案实现：

转镜分幅相机时序诊断的光强时标探测器，包括：光探头，所述光探头的数量为两个，两个所述的光探头均安装于转镜分幅相机的排透镜上方且分别对应不同的两幅照片，用于采集光强并测量安装位置对应的照片拍照时刻；光强探测器，用于接收光探头采集到的光强信号；光电转换模块，用于将光强探测器采集到的光强信号转换为电信号；时序检测系统，包括示波器和采集控制模块，所述示波器用于接收光电转换模块转换的电信号并显示光强随时间变化的波形，所述采集控制模块用于采集示波器中的信号并处理，读出波形数据并分析时间。