專(zhuān)利名稱(chēng):一種對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)定象方法
本發(fā)明屬于動(dòng)態(tài)圖象測(cè)試領(lǐng)域。
對(duì)旋轉(zhuǎn)物體消轉(zhuǎn)定象的現(xiàn)有技術(shù)有以下二種1.70年代發(fā)
起來(lái)的圖象消轉(zhuǎn)技術(shù)。一般均籍助于某些高速旋轉(zhuǎn)棱鏡與被測(cè)物體轉(zhuǎn)速的同步來(lái)得到不動(dòng)的消轉(zhuǎn)圖象。其缺點(diǎn)是要在被測(cè)物體上裝速度傳感器，速度范圍不高(最高僅30000R·P·M)，動(dòng)態(tài)加速度響應(yīng)指標(biāo)也不高，圖象分辨率也僅在30線對(duì)/mm左右。
2.傳統(tǒng)的頻閃技術(shù)，它依靠視覺(jué)的暫留現(xiàn)象來(lái)凝固被觀察的運(yùn)動(dòng)對(duì)象。由于其同步性能差，得到的圖象穩(wěn)定性、分辨率均很低，故只能用來(lái)測(cè)速和粗略定性觀察物體圖象。
本發(fā)明就是針對(duì)上述二種方法的缺點(diǎn)，提供一種性能優(yōu)越的動(dòng)態(tài)定象方法。
附圖1是脈沖激光定象法示意圖，附圖2是用頻閃白光源代替脈沖激光光源的定象法示意圖，附圖3是用紅外光源代替小燈泡的脈沖激光定象法示意圖。圖中〔1〕被測(cè)物體，〔2〕反射式或透射式光電探頭，〔3〕可變倍頻器，〔4〕60倍頻器，〔5〕LED數(shù)字顯示器，〔6〕交直流電源，〔7〕大功率脈沖激光器，〔8〕電光調(diào)制器，〔9〕擴(kuò)束鏡，〔10〕反光膜或小孔，〔11〕紅外脈沖調(diào)制及介調(diào)電路，〔12〕紅外反射式光電探頭，〔13〕整形、微分、放大電路，〔14〕左頻閃白光源，〔15〕右頻閃白光源。
本發(fā)明的要點(diǎn)在于，由含有小燈泡的反射式或透射式光電探頭送出一束經(jīng)過(guò)聚焦的細(xì)光束至周期運(yùn)動(dòng)物體上涂有反光膜處或打小孔處，而反射或透視所得的光脈沖被光電探頭接收，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變成二路同步于物體運(yùn)動(dòng)周期的電脈沖。其中一路經(jīng)可變倍頻器(可由微機(jī)系統(tǒng)組成或硬件組成)，倍頻系數(shù)應(yīng)選得使其與輸入信號(hào)頻率之積達(dá)到一定頻率，該頻率的信號(hào)經(jīng)放大后應(yīng)足以激發(fā)大功率脈沖激光器而獲得一定頻率的激光脈沖。另一路控制電光調(diào)制器，使穿過(guò)其內(nèi)的激光脈沖得到調(diào)制，從而得到與物體運(yùn)動(dòng)周期嚴(yán)格同步的激光脈沖，此脈沖經(jīng)擴(kuò)束鏡擴(kuò)束后照明物體而得到高分辨率的不動(dòng)的光學(xué)圖象。同時(shí)這路信號(hào)經(jīng)60倍頻器后送LED數(shù)字顯示器顯示轉(zhuǎn)速或頻率。
大功率脈沖激光器應(yīng)選用窄脈沖、連續(xù)高重復(fù)率的激光器，如用溴化亞銅蒸氣激光器，其重復(fù)頻率約為8～20KHZ，光脈沖寬度約為5nS，光脈沖能量為0.45mJ，光脈沖功率為20KW。
若被測(cè)物體較遠(yuǎn)，則可用紅外脈沖光源代替小燈泡，同時(shí)增設(shè)紅外脈沖調(diào)制與介調(diào)電路。
若要得到一種廉價(jià)的定象方法則脈沖激光器可用頻閃白光源代替，同時(shí)可去掉電光調(diào)制器和可變倍頻器。與激光定象法一樣由物體上反射膜或小孔處得到之光脈沖信號(hào)，只需用經(jīng)光電轉(zhuǎn)換並整形、微分、放大后給出一路脈沖。直接去觸發(fā)左、右頻閃白光源中的可控硅，再由各自的脈沖變壓器耦合產(chǎn)生二個(gè)高壓脈沖，此二脈沖觸發(fā)各自的閃光管使其點(diǎn)燃，而后伴隨著並在閃光管二端之電容的迅速放電，閃光管板壓制降至零，閃光管熄滅。周而復(fù)始，則得到與物體運(yùn)動(dòng)周期同步的閃光脈沖;去照明運(yùn)動(dòng)物體，則可得到不動(dòng)的光學(xué)圖象。這同一路脈沖送至60倍頻器，再經(jīng)LED數(shù)字顯示器顯示轉(zhuǎn)速或頻率。
采用本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是1.本發(fā)明無(wú)需在運(yùn)動(dòng)物體上裝速度傳感器，只需在物體上貼或涂一小片反光膜，或打一小孔，使用極方便，對(duì)運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)毫無(wú)影響(這對(duì)高速運(yùn)轉(zhuǎn)物體尤為重要)，應(yīng)用范圍則擴(kuò)大許多。
2.本發(fā)明適用的速度范圍大，最高可至300000R·P·M。
3.動(dòng)態(tài)加速度響應(yīng)指標(biāo)遠(yuǎn)較消轉(zhuǎn)儀為高。
4.圖象分辨率較消轉(zhuǎn)儀高。
5.經(jīng)擴(kuò)束后的視場(chǎng)范圍大，而消轉(zhuǎn)儀的視場(chǎng)受棱鏡尺寸的限制一般都比較小。
6.本發(fā)明適用于一切周期運(yùn)動(dòng)物體，而消轉(zhuǎn)儀僅適用于旋轉(zhuǎn)物體。
7.也可用本發(fā)明來(lái)獲得高速攝影的理想光源。
8.若使用紅外脈沖光源光電探頭，測(cè)試距離可拉長(zhǎng)，消轉(zhuǎn)儀則不行。
用頻閃白光源代替脈沖激光光源的定象法，除上述1.3.6.點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)外，還有價(jià)格低廉、技術(shù)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)定象方法。其特征在于由含有小燈泡的反射式或透射式光電探頭[2]送出一束細(xì)光照射周期運(yùn)動(dòng)物體[1]上涂有反光膜處或打小孔處[10]，而反射或透射所得的光脈沖被光電探頭接收，經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后變成二路同步于物體運(yùn)動(dòng)周期的電脈沖。其中一路經(jīng)可變倍頻器[3]達(dá)到一定頻率后去激發(fā)脈沖激光器[7]，獲得一定頻率的激光脈沖；另一路控制電光調(diào)制器[8]將激光脈沖調(diào)制成與物體運(yùn)動(dòng)周期同步的激光脈沖，經(jīng)擴(kuò)束鏡[9]后照明物體，得到不動(dòng)的光學(xué)圖象。
2.按照權(quán)利要求
1所述的定象方法，其特征在于所說(shuō)的脈沖激光器〔7〕可用頻閃白光源〔14〕，〔15〕代替，去掉電光調(diào)制器〔8〕和可變倍頻器〔3〕，只需由光電轉(zhuǎn)換后給出的一路脈沖去同步觸發(fā)頻閃白光源照明運(yùn)動(dòng)物體而得到不動(dòng)的光學(xué)圖象。
3.按照權(quán)利1所述的定象方法，其特征在于所說(shuō)的小燈泡可用紅外脈沖光源〔12〕代替。
專(zhuān)利摘要
一種對(duì)周期性運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)態(tài)定象方法。它由含有小燈泡的光電探頭在周期性運(yùn)動(dòng)物體上檢取與之同步的電脈沖信號(hào)。此信號(hào)，一路經(jīng)可變倍頻器達(dá)一定頻率后去激發(fā)脈沖激光器，得到相應(yīng)頻率的激光脈沖；另一路經(jīng)電光調(diào)制器后將激光脈沖調(diào)制成與物體運(yùn)動(dòng)周期同步的光脈沖。由極窄的激光脈沖照明運(yùn)動(dòng)物體而得到穩(wěn)定不動(dòng)的光學(xué)圖象。
文檔編號(hào)G03B41/14GK85103643SQ85103643
公開(kāi)日1986年4月10日 申請(qǐng)日期1985年4月22日
發(fā)明者張鈞男 申請(qǐng)人:浙江大學(xué)機(jī)械工廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan