中創(chuàng)百科
傳統(tǒng)的紋影成像技術(shù)已有兩百多年的歷史,主要由反射鏡和透鏡等光學(xué)器件、準(zhǔn)直光以及相機(jī)組成。其精度較好,可對(duì)肉眼無(wú)法看到的氣流、氣體蒸汽和沖擊波進(jìn)行可視化。然而傳統(tǒng)紋影儀在許多科學(xué)和工程的可視化研究中起著重要作用的同時(shí),其缺點(diǎn)也非常明顯——復(fù)雜的光學(xué)裝置、被限制在光學(xué)器件尺寸范圍的測(cè)試區(qū)域、難以移動(dòng)、應(yīng)對(duì)較大區(qū)域時(shí)昂貴的成本以及無(wú)比困難的安裝對(duì)準(zhǔn)操作。
Spectabit公司近年來(lái)推出的便攜式紋影儀完美的解決了這些問題!
主要部件:運(yùn)行Schlieren View的電腦、sTubeTM光學(xué)系統(tǒng)、數(shù)字投影儀(或顯示屏)
便攜式紋影系統(tǒng)基于Spectabit公司的數(shù)字聚焦紋影專利技術(shù)(美國(guó)專利 9,232,117 B2),采用數(shù)字投影儀將線條圖案投射到目標(biāo)物后面的屏幕上,冷熱氣流、蒸氣和沖擊波產(chǎn)生不同的密度梯度會(huì)使光線彎曲,從而扭曲了投射在背景屏幕上的線條圖案。屏幕將光線反射回sTubeTM光學(xué)系統(tǒng),該光線在到達(dá)相機(jī)傳感器之前會(huì)穿過sTubeTM光學(xué)系統(tǒng)中的截止濾波器。光線的失真改變了通過截止濾波器進(jìn)入圖像傳感器的光量。在生成的圖像中,氣流和沖擊波呈現(xiàn)為蝕刻在灰色背景下的清晰聚焦的明暗物體。隨附的SchlierenView軟件中的先進(jìn)的圖像處理算法可用于消除背景噪聲和增強(qiáng)對(duì)比度,使得背景強(qiáng)度均衡。
與傳統(tǒng)的紋影系統(tǒng)相比,這種創(chuàng)新的系統(tǒng)布局具有巨大的實(shí)用優(yōu)勢(shì)。對(duì)于擁有一定光學(xué)知識(shí)的專業(yè)人士而言,對(duì)傳統(tǒng)紋影儀進(jìn)行校準(zhǔn)操作仍需耗費(fèi)數(shù)個(gè)小時(shí)。而Spectabit便攜式紋影儀只需花費(fèi)普通人幾分鐘的時(shí)間即可完成校準(zhǔn)!組件重量輕、可以隨時(shí)移動(dòng)、校準(zhǔn)簡(jiǎn)單、測(cè)試區(qū)域范圍可調(diào),使其成為真正便攜式和大區(qū)域紋影成像的最佳選擇!
從Spectabit便攜式紋影儀推出至今,已得到世界各國(guó)研究員及工程師的認(rèn)可。
如何選擇紋影系統(tǒng)?
選擇schlieren技術(shù)需要關(guān)注的主要問題通常是:
·想要觀察的區(qū)域有多大?
·希望看到改變的速度有多快?
·紋影測(cè)量系統(tǒng)的靈敏度足夠嗎?
·可以在觀察區(qū)域后面放置顯示系統(tǒng)嗎?
·預(yù)期中商家的紋影知識(shí)專業(yè),經(jīng)驗(yàn)豐富嗎?
1.尺寸
尺寸問題是在應(yīng)用中決定實(shí)用紋影系統(tǒng)的最主要因素。由于所需的大面積、高精度透鏡與反射鏡的成本和安裝的復(fù)雜性,建立直徑大于30cm的經(jīng)典紋影系統(tǒng)是很少見的。一般情況下,對(duì)于10厘米以下的小區(qū)域,傳統(tǒng)式紋影系統(tǒng)通常算是較好的解決方案,而直徑超過15厘米的傳統(tǒng)紋影系統(tǒng)價(jià)格昂貴,安裝麻煩。
使用我們的專利數(shù)字聚焦紋影技術(shù),現(xiàn)成的數(shù)字顯示系統(tǒng),可輕松容納中等大小的紋影觀察區(qū)域,直徑可超過1米。
2.速度
與經(jīng)典的紋影系統(tǒng)相同,被測(cè)目標(biāo)物的速度影響著紋影系統(tǒng)中相機(jī)和照明系統(tǒng)的類型。一般來(lái)說,對(duì)于每秒100幀左右的速度,常規(guī)的相機(jī)和光源就可以滿足實(shí)驗(yàn)需求。而對(duì)于類似槍械和放電之類的高速現(xiàn)象,相機(jī)的曝光時(shí)間必須足夠短,同時(shí)照明系統(tǒng)也必須足夠強(qiáng)。
我們?cè)诟咚俪上駪?yīng)用方面有著非常豐富的經(jīng)驗(yàn),可以將定制化設(shè)計(jì)適用于高速應(yīng)用的便攜式紋影系統(tǒng)。
3.光學(xué)系統(tǒng)
在尺寸和速度確認(rèn)之后,還必須考慮到紋影場(chǎng)的光學(xué)通路。傳統(tǒng)紋影儀的光學(xué)通路一般會(huì)比較復(fù)雜,而Spectabit便攜式紋影儀所需的光學(xué)背景則十分簡(jiǎn)單。背光系統(tǒng)主要有三種選項(xiàng):自然背景、投影和平板背光。對(duì)于常規(guī)紋影的實(shí)驗(yàn),一個(gè)平坦的墻面就可以滿足背光需求。
4.操作與維護(hù)的難度
傳統(tǒng)的紋影儀在實(shí)際使用時(shí)是非常困難的,因?yàn)樗枰譁?zhǔn)確的校準(zhǔn)操作。同時(shí),即使是經(jīng)驗(yàn)豐富的光學(xué)技術(shù)人員,在進(jìn)行維護(hù)和二次調(diào)整設(shè)置時(shí),每次都需要耗費(fèi)大量的時(shí)間。和操作一臺(tái)傻瓜式相機(jī)類似,我們的Spectabit便攜式紋影儀的校準(zhǔn)和設(shè)置只需要進(jìn)行相當(dāng)簡(jiǎn)單的操作。
5.靈敏度
紋影儀的靈敏度是非常重要的,但是卻又難以以易于理解的方式進(jìn)行量化,最直接的方式是根據(jù)具體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)用咨詢廠家經(jīng)驗(yàn)豐富的技術(shù)人員。一般來(lái)說,對(duì)沖擊波(如:爆炸或超音速運(yùn)動(dòng))進(jìn)行可視化會(huì)比較簡(jiǎn)單,幾乎任何紋影技術(shù)都可以實(shí)現(xiàn)。而對(duì)于溫差比較小的熱對(duì)流、泄露檢測(cè)和氣體成分變化等進(jìn)行可視化研究,靈敏度的要求就會(huì)很高。我們Spectabit便攜式紋影儀的靈敏度可以達(dá)到非常高的水平,甚至公認(rèn)最具挑戰(zhàn)性的聲學(xué)現(xiàn)象也可進(jìn)行可視化。
武漢中創(chuàng)聯(lián)達(dá)科技有限公司深耕光電子成像領(lǐng)域二十年,985/211高校、研究院及軍工單位500+套設(shè)備系統(tǒng)服務(wù)中。先后與日本NAC、DITECT、德國(guó)Stanford Computer Optics、英國(guó)IVV、美國(guó)MIC等特殊領(lǐng)域成像企業(yè)建立了合作關(guān)系,并成為其在中國(guó)區(qū)的總代理商。有豐富的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),和完善的售后,面向汽車、軍工、航空航天、科研教育等行業(yè)。產(chǎn)品有高速攝像機(jī)、ICCD超高速相機(jī)、像增強(qiáng)器、雙色法測(cè)溫系統(tǒng);高速運(yùn)動(dòng)圖像分析、彈道追蹤軟件;PIV粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)、DIC應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng);便攜式紋影儀、眼動(dòng)儀等。