上海明策光电
科研相机整体解决方案
瞬态力学 · 流体与多相流 · 燃烧与放电 · 生物运动 · 长时监测
1 方案说明
本文面向需要用高速相机记录瞬态过程的科研与工程试验,按试验类型组织:先说这类试验要看清什么,再倒推需要什么机型、镜头、照明与触发方式。文中的参数均为原厂公布指标;缩小视场后的高帧率是通过减少读出区域实现的,实际使用需在分辨率与帧率之间取舍。
2 设备与选型
设备 / 系列 | 代表型号与参数 | 适用试验 |
手持式高速相机(X 系列) | X8 PRO:1280×800,全分辨率 4000 fps;X9 PRO:1920×1080,全分辨率 2000 fps | 现场与大尺寸试验:不便布线的产线、外场试验、需要快速架设的场合。 |
PC 连接型高速相机(MS 系列) | MS130K:1920×1080,全分辨率 2100 fps,缩小视场后最高 230000 fps;MS140K:1920×1080,全分辨率 3600 fps,缩小视场后最高 380000 fps | 实验室固定安装:霍普金森杆、落锤、高速拉伸等瞬态力学试验,以及需要长时间记录、大数据量存储的场合。 |
长时监测记录系统 | MS35K DVR,可连续记录数天 | 疲劳裂纹扩展、环境老化、缺陷演化等需要连续数天记录的过程。 |
分析软件 | MEGASPEED 配套软件:目标跟踪、位移与速度测量 | 运动跟踪与位移、速度提取。DIC(数字图像相关)与 PIV(粒子图像测速)为第三方软件,可通过接口对接使用。 |
同步与照明附件 | 触发单元、同步接口、专用照明、镜头与支架 | 精确触发与多信号同步采集;改善低照度与短曝光条件下的成像质量。 |
3 按试验类型配置
3.1 瞬态力学试验
霍普金森杆、落锤冲击、高速拉伸与压缩、断裂与失效这一类试验,过程在毫秒级、视场相对固定,需要较高帧率与足够分辨率看清试件边界的变形。建议用 MS140K 固定安装,全分辨率 3600 fps;配套 DIC 提取全场变形。
3.2 流体力学与多相流试验
湍流、涡旋、气泡与液滴运动、喷雾与射流的记录,通常需要较长的采集时间与较大的数据吞吐。建议用 MS 系列配合 PIV 做流场分析;示踪粒子的照度是成像质量的主要限制,照明方案要一并设计。
3.3 燃烧、放电与激光过程
火焰传播、点火与爆轰、激光熔池与等离子体的自发光很强,曝光时间要压到很短才能冻住形态,触发时序尤其关键。这类试验常需与温度、压力信号同步采集,建议预先确定触发源与各路信号的时序关系。
3.4 生物运动与微观流动
昆虫与鸟类飞行、鱼类游动、微通道内液滴与细胞的运动,视场小、速度相对可控,重点在于照明均匀性与足够的空间分辨率。这类试验适合用 X 系列在现场快速架设,或 MS 系列在实验台固定拍摄。
3.5 长时监测类试验
疲劳裂纹扩展、环境老化、缺陷演化这类过程持续时间长、事件稀疏,普通高速相机的存储无法覆盖。建议用 MS35K DVR 长时间连续记录,事后按时间戳定位关键帧。
4 试验方案设计与数据分析支持
试验方案设计:按研究对象的时间与空间尺度、视场与照度条件确定帧率、分辨率、曝光时间、照明方式、触发方式与机位布置。
采集与存储:确定采集参数与存储方案,兼顾采集时长与后续处理效率。
运动分析:提供目标跟踪与位移、速度、加速度提取的方法指导,支持变形测量与流场分析。
设备状态核查:提供核查流程,定期确认成像质量与同步链路状态。
5 交付与售后
售前:按研究对象、时间与空间尺度、视场与照度条件、同步与触发需求完成相机选型,以及镜头、照明与采集同步方案;安排预测试,提前确认成像可行性。
交付实施:工程师上门完成相机安装、光路与景深调整、触发与同步联调;就设备操作、采集参数设置、分析软件与数据处理方法开展培训,并交付操作说明。
售后保障:8 小时响应、72 小时现场服务、120 小时排除故障(特殊情况和不可抗力因素除外)。相机与附件的维护建议、备件供应由我方跟进,进口设备返修由我方统筹清关与物流。
6 关于上海明策光电
上海明策光电技术有限公司位于上海松江启迪漕河泾园区,专注精密测试测量仪器技术服务,是 MEGASPEED、MIKRON、IMPAC、D&S、LUMASENSE 等品牌的授权合作伙伴。围绕高速成像,公司提供机型选型、试验方案设计、影像分析方法与运行维护支持,用户包括高校、科研院所与省级计量院。