[發(fā)明專利]轉(zhuǎn)鏡分幅相機時序診斷的光強時標(biāo)探測器及其標(biāo)定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110239105.2
• 申請日: 2021-03-04
• 公開（公告）號: CN112859481B
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊振偉;金山;劉明濤;但加坤;文雪峰;向艷軍;陳永濤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G03B7/16
• 分類號: G03B7/16;G01J1/42;G01M11/02
• 代理公司: 成都四合天行知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛

本發(fā)明公開了轉(zhuǎn)鏡分幅相機時序診斷的光強時標(biāo)探測器，包括：光探頭，光探頭的數(shù)量為兩個，兩個光探頭均安裝于轉(zhuǎn)鏡分幅相機的排透鏡上方且分別對應(yīng)不同的兩幅照片，用于采集光強并測量安裝位置對應(yīng)的照片拍照時刻；光強探測器用于接收光探頭采集到的光強信號；光電轉(zhuǎn)換模塊用于將光強探測器采集到的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號；時序檢測系統(tǒng)包括示波器和采集控制模塊，示波器用于接收光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的電信號并顯示光強隨時間變化的波形，采集控制模塊用于采集示波器中的信號并處理，讀出波形數(shù)據(jù)并分析時間。本發(fā)明還公開了上述光強時標(biāo)探測器的標(biāo)定方法。本發(fā)明可實現(xiàn)實驗前拍照時序的快速調(diào)試，實驗時拍照時刻的監(jiān)測以及被拍攝物光強度變化診斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉光學(xué)瞬態(tài)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及轉(zhuǎn)鏡分幅相機時序診斷的光強時標(biāo)探測器及其標(biāo)定方法。

背景技術(shù)

高速分幅照相技術(shù)是研究高速動態(tài)物理現(xiàn)象的重要實驗診斷技術(shù)，在科學(xué)研究中具有重要的應(yīng)用價值。其中，轉(zhuǎn)鏡式分幅高速攝影技術(shù)由于其時間分辨率高、成像空間分辨率高、膠片接收光強范圍大等一系列優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于爆炸力學(xué)、斷裂力學(xué)、沖擊動力學(xué)等多個學(xué)科領(lǐng)域，是研究微秒/十微秒量級動態(tài)物理過程的主要手段之一。

轉(zhuǎn)鏡式分幅高速攝影技術(shù)由于其采用機械結(jié)構(gòu)的特性，其拍照時間的漂移量較大，因此需要借助其他方法確定每一幅圖像的成像時刻，實驗前也需要對拍照時間進行粗調(diào)。傳統(tǒng)使用的確定方法為時標(biāo)雷管法，即在拍照區(qū)域內(nèi)放置一個雷管，拍攝圖像會同步記錄雷管的爆炸過程，由于雷管開始動作的時間已知，從而可以確定時標(biāo)雷管首次運動圖像的成像時刻，結(jié)合轉(zhuǎn)鏡式高速相機的幅間距，可確定每一幅圖像的成像時間。

但時標(biāo)雷管法存在一些明顯的不足：一是時間精度低，時標(biāo)雷管法判讀的時間精度與高速攝影的幅間距相當(dāng)，不確定度大，無法滿足精密物理實驗的需求；二是危險系數(shù)高，時標(biāo)雷管由高壓電信號引爆，存在一定的安全隱患，普通實驗室不具備相關(guān)的安全保障條件；三是經(jīng)濟性不夠，時標(biāo)雷管價格較貴，且在實驗中為消耗品，實驗成本顯著提高；四是調(diào)試耗時多，在調(diào)試過程中，需要使用假雷管結(jié)合底片進行時序粗調(diào)，洗相過程費時費力，實驗效率低下。中國專利公布號CN 104793457 A于2015年7月22日公布了發(fā)明名稱為“用于轉(zhuǎn)鏡式分幅相機高速攝影的激光時標(biāo)信號標(biāo)定方法”的發(fā)明專利申請，其通過激光時標(biāo)信號發(fā)生器觸發(fā)調(diào)制激光產(chǎn)生的脈沖信號光，可形成任意波形強度變化特征的脈沖信號，滿足多種標(biāo)定方法的不同時標(biāo)信號需求，并且通過讀取脈沖信號在底片上的起始和缺失幅數(shù)及公式運算將時標(biāo)信號標(biāo)定精度由T提高到了0.1T，標(biāo)定精度提高了10倍。但是該發(fā)明的激光時標(biāo)系統(tǒng)的信號來源為被攝物相場內(nèi)即物方，一次性不可重復(fù)使用，并且該激光時標(biāo)系統(tǒng)終端信號解決仍然使用底片，采集效果受底片最終效果影響較大，信號精確判別難道也較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，目的在于提供轉(zhuǎn)鏡分幅相機時序診斷的光強時標(biāo)探測器，可實現(xiàn)實驗前拍照時序的快速調(diào)試，實驗時拍照時刻的監(jiān)測以及被拍攝物光強度變化診斷。

本發(fā)明通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)：

轉(zhuǎn)鏡分幅相機時序診斷的光強時標(biāo)探測器，包括：光探頭，所述光探頭的數(shù)量為兩個，兩個所述的光探頭均安裝于轉(zhuǎn)鏡分幅相機的排透鏡上方且分別對應(yīng)不同的兩幅照片，用于采集光強并測量安裝位置對應(yīng)的照片拍照時刻；光強探測器，用于接收光探頭采集到的光強信號；光電轉(zhuǎn)換模塊，用于將光強探測器采集到的光強信號轉(zhuǎn)換為電信號；時序檢測系統(tǒng)，包括示波器和采集控制模塊，所述示波器用于接收光電轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換的電信號并顯示光強隨時間變化的波形，所述采集控制模塊用于采集示波器中的信號并處理，讀出波形數(shù)據(jù)并分析時間。