一种防止高速摄影图像丢失的闪光仪及设计方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及高速摄影机提供照明的闪光仪设计领域，尤其是一种防止高速摄影图像丢失的闪光仪及设计方法。
【背景技术】
[0002]闪光仪是高速摄影机用于记录快速变化物理现象的瞬时状态和过程的照明光源。目前，高速摄影机的闪光仪由三部分组成氙灯、氙灯供电单元和氙灯引燃单元(作用是在氙灯所加的工作电源正常下，引燃单元使氙灯引燃发光)。当一个外来信号触发引燃单元时，一个高压脉冲被加载到氙灯上，使氙灯内的惰性气体被游离，氙灯供电单元通过氙灯放电，而发出闪光照明。
[0003]在爆炸、撞击、脉冲对材料放电实验研究中，高速摄影机记录事件发生的过程是:闪光仪和高速摄影机工作时，即在氙灯闪光和摄影机快门打开期间，需记录的事件发生，其过程通过高速摄影机的记录介质存储下来。
[0004]上述过程是时序控制，如果氙灯不亮、或自激(提前发光)，或摄影机快门未动作，被记录事件会仍然发生，导致试验失败，造成财产损失和责任事故。
[0005]目前解决的办法是通过实验前仔细检查高速摄影装置的状态，并多次进行静态拍照的被动方式，证明闪光仪、高速摄影机工作可靠后，再进行正式的动态拍摄。
[0006]但仍然避免不了氙灯的工作失误，这是因为氙灯的工作电压高低，在气体种类一定的情况下，由灯管内气体压强的高低决定，而气体的压强会随温度的变化。
【发明内容】
[0007]本发明所要解决的技术问题是:针对现有技术存在的问题，提供一种防止高速摄影图像丢失的闪光仪及设计方法。本发明涉及一种给高速摄影机提供照明的闪光仪，与普通单纯照明的高速摄影机用闪光仪比较，尤其能判明闪光仪氙灯和高速摄影机快门的工作情况。通过拓展闪光仪的工作范围，结合高速摄影机控制，使闪光仪具有氙灯发光状态和摄影机快门工作侦测功能，防止摄影记录失败。
[0008]本发明采用的技术方案如下:
一种防止高速摄影图像丢失的闪光仪包括:
氙灯闪光信号探测装置，用于采集氙灯发光情况，并将氙灯信号发送至闪光仪逻辑控制装置第一输入接口 ；
闪光仪逻辑控制装置，用于通过第二输入端口采集摄影机快门驱动信号，与通过第一输入接口的氙灯信号组合判断闪光仪和高速摄影机快门工作是否正常；
闪光仪逻辑控制装置包括分压器、电压比较器以及与门，氙灯闪光信号探测装置输出的氙灯闪光信号经过分压器后得到电压比较器允许输入的电压值；电压比较器一输入端通过直流电源接地，氙灯信号探测装置产生的氙灯信号通过分压器后输入至电压比较器另一输入端；同时电压比较器输出端与逻辑电路一输入端连接，摄影机快门驱动信号输入至逻辑电路另一输入端；当电压比较器另一输入端输入的信号大于等于直流电源电压信号时，及与门另一输入端接收到高速摄影机输出的快门驱动信号时，闪光仪逻辑控制电路输出端输出后续电路控制信号，被摄影目标才允许工作；否则电压比较器另一输入端输入的信号小于直流电源电压信号时，或与门另一输入端输入无输入信号时，则被摄影目标不允许工作。
[0009]进一步的，所述高速摄影机输出快门驱动信号的端口与与门连接端采用光纤连接;与门输出端与后续电路采用光纤连接。
[0010]进一步的，所述传感器输出采样采用分压器，且分压器采用了滑动变阻器。
[0011]进一步的，所述氙灯闪光信号探测装置是电流传感器，所述氙灯闪光信号探测装置设置在氙灯驱动电源与氙灯之间。
[0012]进一步的，所述直流电源电压范围是大于氙灯额定工作最大发光亮度对应电压值的 60% 0
[0013]—种放置高速摄影图像丢失的闪光仪设计方法包括:
步骤1:通过氙灯闪光信号探测装置采集氙灯发光情况，并将氙灯信号发送至闪光仪逻辑控制装置第一输入接口 ；
步骤2:通过闪光仪逻辑控制装置第二输入端口采集摄影机快门驱动信号，与通过第一输入接口的氙灯信号组合判断闪光仪工作是否正常；闪光仪逻辑控制装置包括分压器、电压比较器以及与门，氙灯信号探测装置输出的氙灯闪光信号经过分压器后得到电压比较器允许输入的电压值；电压比较器一输入端通过直流电源接地，氙灯信号探测装置产生的氙灯闪光信号通过分压器后输入至电压比较器另一输入端；同时电压比较器输出端与逻辑电路一输入端连接，摄影机快门驱动信号输入至逻辑电路另一输入端；
步骤3:当电压比较器另一输入端输入的信号大于等于直流电源电压信号时，及与门另一输入端接收到高速摄影机输出的快门驱动信号时，闪光仪逻辑控制电路输出端输出后续电路控制信号，被摄影目标才允许工作；否则电压比较器另一输入端输入的信号小于直流电源电压信号时，或与门另一输入端输入无输入信号时，则被摄影目标不允许工作。
[0014]进一步的，所述高速摄影机输出快门驱动信号的端口与与门连接端采用光纤连接;与门输出端与后续电路采用光纤连接。
[0015]进一步的，所述氙灯闪光信号探测装置是电流传感器，所述氙灯信号探测装置设置在氙灯驱动电源与氙灯之间。
[0016]进一步的，所述直流电源电压范围是大于氙灯额定工作最大发光亮度对应电压值的 60% 0
[0017]进一步的，所述分压器是滑动变阻器。
[0018]综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是:
具体是本发明中改进的闪光仪通过氙灯闪光情况，及高速摄影机的快门驱动信号正常后，再去触发被记录事件。采用在氙灯连接的线路上串联电流传感器的方式得到氙灯的发光情况，从摄影机控制台输出接口处，引入摄影机的快门驱动信号到闪光仪。一个闪光仪逻辑控制装置被设计在现有技术的闪光仪中，通过对氙灯和快门两者的工作信号分析，只有仅当现有技术的闪光灯、快门都正常工作后，本发明的闪光仪被允许输出一个信号。这个信号用于触发被记录事件的发生器，例如触发雷管起爆器，而不是原来由高速摄影机控制台，直接触发雷管起爆器。有效防止高速摄影过程中，因闪光灯、摄影机快门问题，丢失摄影记录的事情出现。
[0019]由于被摄事件过程需要呈现在氙灯发光的最明亮阶段，若把氙灯电流和快门信号直接进行逻辑分析输出，会使被摄事件在氙灯起始发光阶段发生，此时氙灯照明亮度不够，高速摄影机会曝光不足，同样使摄影失败。发明设计一个电压比较器，电压比较器的一端是一个可调直流电平，由它选择出需要的氙灯发光起始时刻，再与摄影机快门信号，一起送给逻辑分析电路，解决这一问题。
[0020]现有技术氙灯闪光信号用光电探测器获得，线路复杂，需要额外供电系统，本专利通过电流传感器检测氙灯电流值(因为氙灯的光亮程度与电流大小成正比关系)来检测氙灯闪光情况。
【附图说明】
[0021 ]本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中:
图1是现有技术中高速摄影机闪光仪工作原理框图；
图2是本发明的高速摄影机闪光仪工作原理框图；
图3是本发明中闪光仪逻辑控制装置；
图4是本发明中比较器中信号检测过程；
图5对本发明中氙光信号、摄影机快门信号分析、判断、输出过程；
图3中，1-氙灯信号2-检测发光的电流传感器
3-分压器4-电压比较器
5-直流电源6-高速摄影机输出的快门驱动信号
7-与门。
【具体实施方式】
[0022]本说明书中公开