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高速摄像机观测不同管口浸没方式下气泡生成行为特性

合肥中科君达视界技术股份有限公司 2020-04-01 11:51:58 450  浏览
  •        千眼狼高速摄像机成功助力科研工作者完成三种管口浸没方式下气泡生成行为过程的可视化实验与三维数值模拟。

    关于气泡行为运动特性研究

           在环境、化工等工业领域中,如何保障工业设备(如鼓泡塔、流化床、换热器)安全运行,如何提高能源传递效率是研究热点。其中,对气泡及其运动特性的观测研究可为工业过程优化与提升提供重要依据。
    气泡行为特性与管口处气泡生成特性关联度很高,依据管口在液池中的浸没方式可分为底吹(管口向上)、侧吹(管口水平布置)、顶吹(管口向下)三种。

           高速摄像机主要应用于观测平口管口处气泡生成运动演变过程、探析气泡脱离直径随平口管内气体流量的变化规律、探析气泡膨胀脱离过程中气液流程的分布特性规律三大细分领域。


          为实现清晰的观测,搭建具有尺寸参考的实验台,来自内蒙古科技大学的吴晅教授及其科研团队制作了如下的实验装置:
    实验装置

           准备一套可视化实验系统,组成如图1所示。液池采用钢化玻璃,尺寸30cm×30cm×80cm。平口管口分别以管口向上的底部浸没方式、管口水平布置的侧面浸没方式和管口向下的顶部浸没方式分别浸没在液体中,管口距液态液面垂直高度为20cm,气体进口流量采用流量计调节。采用千眼狼Revealer高速摄像机2F04(1080×720@450 fps)搭配佳能微距镜头观测气泡在管口处生成运动过程,曝光时间设定为600μs,采集周期为2222μs,同时采用cameralink 8bit接口,支持采集数据实时传输至上位机。


    图1 可视化实验系统

    装置详解
           1、上位机处理系统2、Cameralink数据线3、千眼狼Revealer2F04高速摄像机4、空压机5、阀门6、流量计7、橡胶管8、橡皮塞9、液池10、不锈钢管11、钢化玻璃容器12、柔光布13、LED太阳灯
    观测平口管口处气泡生成运动的演变过程

           气泡生成运动的演变过程,可具体划分为“生成-膨胀-颈缩”脱离三个阶段。高速摄像机观测下,发现底吹、侧吹、顶吹三种形式下气泡脱离时间不同,形态规则亦有所不同(如图2~4)。时间维度,侧吹形式下气泡整个膨胀脱离所需时间Z短,顶吹所需时间Z长;形态维度,底吹形式Z接近规则的圆形,侧吹形式下的气泡由扁球状变为蘑菇状Z终以近似球型脱离,而顶吹形式下气泡的形态由半球向椭球过渡,且主要以椭球形态为主。


    图2 底吹形式下的气泡生成运动


    图3 侧吹形式下的气泡生成运动


    图4 顶吹形式下的气泡生成运动

    探析气泡脱离直径变化规律

           气泡在脱离管口时的直径与平口管内气体流量的变化规律相关。高速摄像机观测发现,三种浸没方式下,气泡脱离直径随气体流量的增加而增大,其中顶吹式下的气泡脱离直径Z大。而侧吹式下,受气泡膨胀方向与所受的压力、重力、浮力等不在同一方向上的影响,YZ了气泡的有效膨胀,致使第III阶段颈缩提前,导致气泡脱离直径Z小(见图5)。


    图5 三种形式下气泡脱离直径

    探析气泡膨胀脱离过程中气液流场的分布特性

           吴晅教授领衔的科研团队利用数理模型对气泡膨胀脱离过程中的气液流场分布特性进行数值模拟,数值模拟参数锁定管口内径均为6mm、管口气体流量为0.3L/min。高速摄像机观测到底吹式气泡生成后向上膨胀运动,底部出现气泡颈缩的向内速度并过渡到脱离阶段,此时气泡上升速度开始加大,上升过程中对液体产生扰动,形成涡流,进一步促进气泡脱离(见图6)。


    图6 底吹方式下管口处气液流程速度矢量图

           侧吹方式下,高速摄像机发现气泡生成后,先向管口正前方做膨胀运动,随着体积增加,在逐渐增强的浮力作用下,出现向上的流场速度和加速度,并对液体产生扰动,从而在气泡两侧出现涡旋(见图7)。


    图7侧吹方式下管口处气液流场速度矢量图

           顶吹方式下,气泡生成后向管口下方及两侧做膨胀运动,但高速摄像机很快观测到管口处的流程速度出现反折向上的趋势,说明气泡已有向下膨胀运动进入到向上运动脱离的阶段,并对周边液体产生扰动,形成尾流效应。平口管管口的两侧,气泡与液体之间产生的相反运动,导致涡旋的产生,并随着脱离时间的增加而增强(见图8)。


    图8 顶吹方式下管口处气液流程速度矢量图

          作为可视化实验不可或缺的一环,高速摄像机可助力科研人员jing准观测气泡形态演变全过程及关键特征参数的获取,辅助建立科学的数值模型,掌握气泡行为规律,更好地服务于工业设备的研发。(此文引用化工学报,版权归化工学报所有)




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高速摄像机观测不同管口浸没方式下气泡生成行为特性

       千眼狼高速摄像机成功助力科研工作者完成三种管口浸没方式下气泡生成行为过程的可视化实验与三维数值模拟。

关于气泡行为运动特性研究

       在环境、化工等工业领域中,如何保障工业设备(如鼓泡塔、流化床、换热器)安全运行,如何提高能源传递效率是研究热点。其中,对气泡及其运动特性的观测研究可为工业过程优化与提升提供重要依据。
气泡行为特性与管口处气泡生成特性关联度很高,依据管口在液池中的浸没方式可分为底吹(管口向上)、侧吹(管口水平布置)、顶吹(管口向下)三种。

       高速摄像机主要应用于观测平口管口处气泡生成运动演变过程、探析气泡脱离直径随平口管内气体流量的变化规律、探析气泡膨胀脱离过程中气液流程的分布特性规律三大细分领域。


      为实现清晰的观测,搭建具有尺寸参考的实验台,来自内蒙古科技大学的吴晅教授及其科研团队制作了如下的实验装置:
实验装置

       准备一套可视化实验系统,组成如图1所示。液池采用钢化玻璃,尺寸30cm×30cm×80cm。平口管口分别以管口向上的底部浸没方式、管口水平布置的侧面浸没方式和管口向下的顶部浸没方式分别浸没在液体中,管口距液态液面垂直高度为20cm,气体进口流量采用流量计调节。采用千眼狼Revealer高速摄像机2F04(1080×720@450 fps)搭配佳能微距镜头观测气泡在管口处生成运动过程,曝光时间设定为600μs,采集周期为2222μs,同时采用cameralink 8bit接口,支持采集数据实时传输至上位机。


图1 可视化实验系统

装置详解
       1、上位机处理系统2、Cameralink数据线3、千眼狼Revealer2F04高速摄像机4、空压机5、阀门6、流量计7、橡胶管8、橡皮塞9、液池10、不锈钢管11、钢化玻璃容器12、柔光布13、LED太阳灯
观测平口管口处气泡生成运动的演变过程

       气泡生成运动的演变过程,可具体划分为“生成-膨胀-颈缩”脱离三个阶段。高速摄像机观测下,发现底吹、侧吹、顶吹三种形式下气泡脱离时间不同,形态规则亦有所不同(如图2~4)。时间维度,侧吹形式下气泡整个膨胀脱离所需时间Z短,顶吹所需时间Z长;形态维度,底吹形式Z接近规则的圆形,侧吹形式下的气泡由扁球状变为蘑菇状Z终以近似球型脱离,而顶吹形式下气泡的形态由半球向椭球过渡,且主要以椭球形态为主。


图2 底吹形式下的气泡生成运动


图3 侧吹形式下的气泡生成运动


图4 顶吹形式下的气泡生成运动

探析气泡脱离直径变化规律

       气泡在脱离管口时的直径与平口管内气体流量的变化规律相关。高速摄像机观测发现,三种浸没方式下,气泡脱离直径随气体流量的增加而增大,其中顶吹式下的气泡脱离直径Z大。而侧吹式下,受气泡膨胀方向与所受的压力、重力、浮力等不在同一方向上的影响,YZ了气泡的有效膨胀,致使第III阶段颈缩提前,导致气泡脱离直径Z小(见图5)。


图5 三种形式下气泡脱离直径

探析气泡膨胀脱离过程中气液流场的分布特性

       吴晅教授领衔的科研团队利用数理模型对气泡膨胀脱离过程中的气液流场分布特性进行数值模拟,数值模拟参数锁定管口内径均为6mm、管口气体流量为0.3L/min。高速摄像机观测到底吹式气泡生成后向上膨胀运动,底部出现气泡颈缩的向内速度并过渡到脱离阶段,此时气泡上升速度开始加大,上升过程中对液体产生扰动,形成涡流,进一步促进气泡脱离(见图6)。


图6 底吹方式下管口处气液流程速度矢量图

       侧吹方式下,高速摄像机发现气泡生成后,先向管口正前方做膨胀运动,随着体积增加,在逐渐增强的浮力作用下,出现向上的流场速度和加速度,并对液体产生扰动,从而在气泡两侧出现涡旋(见图7)。


图7侧吹方式下管口处气液流场速度矢量图

       顶吹方式下,气泡生成后向管口下方及两侧做膨胀运动,但高速摄像机很快观测到管口处的流程速度出现反折向上的趋势,说明气泡已有向下膨胀运动进入到向上运动脱离的阶段,并对周边液体产生扰动,形成尾流效应。平口管管口的两侧,气泡与液体之间产生的相反运动,导致涡旋的产生,并随着脱离时间的增加而增强(见图8)。


图8 顶吹方式下管口处气液流程速度矢量图

      作为可视化实验不可或缺的一环,高速摄像机可助力科研人员jing准观测气泡形态演变全过程及关键特征参数的获取,辅助建立科学的数值模型,掌握气泡行为规律,更好地服务于工业设备的研发。(此文引用化工学报,版权归化工学报所有)




2020-04-01 11:51:58 450 0
高速摄像机工作原理

       高速摄像机是一种能够以小于1/1000秒的曝光或超过每秒250帧的帧速率捕获运动图像的设备。它用于将快速移动的物体作为照片图像记录到存储介质上。高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样,当以常规速度放映时,所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。

       如今高速摄像机的飞速发展,使得高速摄像机应用于众多领域,如张建花等【1】针对某型飞机飞行试验中,无法采用常规机载影像测量方法精确计算飞机滑跑过程偏心定位距的问题,设计了一套基于地面多像机视场拼接的影像测量方案。通过在跑道边多点交错布设高速像机阵列,组成高速像机测量控制网,实现飞机滑跑过程影像的全覆盖;采用多摄像机交会接力测量以及数据拼接的方式,实现飞机偏心定位距的测量。实验仿真结果表明采用该方案偏心定位距Z大测量误差不大于3cm,满足飞行试验精度要求。 

       曹恒将等【2】安全阀是液压支架的重要保护元件,基于综采工作面上覆岩层的"砌体梁"结构力学模型,液压支架承受的是静态负载和动态负载的总和,基于此,提出了安全阀动静组合加载试验台(其中蓄能器的载荷模拟静态载荷,气体爆炸产生的载荷模拟动态载荷)。实验初始条件如下:LPG-空气混合气体爆炸前的压力为1. 6 MPa,安全阀的调定压力为45 MPa,蓄能器的充液设定压力为31. 5 MPa。实验结果表明:被试安全阀压力超调量为5 MPa,约为调定压力的11%,被试安全阀压力稳定时间为0. 017 s。采用ANSYS Fluent对安全阀的流场进行仿真,通过高速摄像机得到了安全阀溢流过程的照片,验证了安全阀流场的仿真结果。

       黄鹏飞等【3】设计出了一种新的高速摄像拍摄技术,可以拍摄脉冲焊中任意时刻电流对应的电弧。利用脉冲焊中电流周期性变化的规律,在不同脉冲电流周期的相同点拍摄几十张照片并取其直径的平均数,解决了一般性能的高速摄像机拍摄速度低于超高频脉冲电流变化速率的问题。基于自主研制的高频TIG焊接设备进行了工艺焊接试验,并利用MATLAB技术处理图像,研究了基值电流I_b为50 A,峰值电流I_p为100 A的焊接电弧。结果表明,电弧随脉冲变化时间常数为几十微秒。在脉冲电流突变时,对脉冲电弧加热及散热进行了分析,发现电弧扩张速度大于收缩速度。


高速摄像机拍摄弹弓弹射玻璃杯破裂场景

       一般摄像机的工作原理通常是把光学图象信号转变为电信号,以便于存储或者传输。当我们拍摄一个物体时,此物体上反射的光被摄像机镜头收集,使其聚焦在摄像器件的受光面上,再通过摄像器件把光转变为电能,即得到了“视频信号”。高速摄像机工作原理是什么?

       高速运动物体受到光照射产生反射光,亦或是本身发光,这些光的一部分透过高速成像系统的成像物镜。经物镜成像后,落在光电成像器件的像感面上,受驱动电路控制的光电器件,会对像感面上的目标像快速响应,即根据像感面上目标像光能量的分布,在各采样点即像素点产生响应大小的电荷包,完成图像的光电转换。带有图像信息的各个电荷包被迅速转移到读出寄存器中。读出信号经信号处理后传输至电脑中,由电脑对图像进行读出显示和判读,并将结果输出。


(内容来源于网络)

参考文献

[1]张建花,张杰. 基于多视场拼接的飞机偏心定位距精确测量[J]. 应用光学,2018,(3).doi:10.5768/JAO201839.0303002.

[2]郭永昌;廉自生;袁红兵;廖瑶瑶;崔红伟;;液压支架用大流量安全阀性能分析[J];液压与气动;2019年01期

[3]黄鹏飞;丁斌;胡伊通;周震国;卢振洋;超高频脉冲TIG焊电弧形态分析[J];焊接学报;2018年02期






2020-04-09 10:11:15 397 0
高速摄像机如何选购

       高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样,当以常规速度放映时,所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。正因为如此多的的优点广受消费者的青睐,但是市面上高速摄像机的品牌众多,如何选择合适的高速摄像机?可以从以下几个方面来选购:

1.帧数率

       即FPS,指每秒钟刷新的图片的帧数,高速摄像机的帧速率越高,就意味着它每秒钟拍摄获得的图像帧数就越多,呈现出的动画效果自然也会更加逼真生动。选择高速摄像机的帧速率要结合自己的实际情况来决定,越高的帧速率,往往价格也越贵。

2.分辨率

       指高速摄像机一次采集图像的像素点数。一般是直接与图像传感器的像素总数对应的,用水平和垂直方向总像素数表示。 千眼狼高速相机、高速摄像机有100万像素、400万像素、1600万像素、2000万像素等多种型号. 可以根据需要拍摄的范围、观察精度来确定需要的分辨率. 例如, 拍摄范围为2米x 1米, 而观察精度为1mm时, 分辨率要大于2000×1000。

3.曝光时间

       高速摄像机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔,在这一段时间内,物体可以在传感器上留下影像。曝光时间越长, 图像越明亮,但并不是曝光时间越长也好,曝光时间过长,会出现过曝光,部分图像变成白色;如果拍摄运动的物体,曝光时间过长,还会出现运动模糊。 为了拍清楚运动物体,一般要求在曝光时间内,CMOS内图像的移动不超过2个像素。 例如,距离5M拍摄运动目标,目标运动速度为70M/S。如果使用焦距为50mm的镜头,成像放大倍数为0.01。千眼狼2F04的CMOS传感器像元大小为7um,因此,要获得边沿清晰的图像, 曝光时间应小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20u。

4.传感器

       高速摄像机的传感器主要有两种类型:CCD和CMOS。CCD信号采集能力更强,但由于技术要求高、制作工艺复杂、成品率低,因此成本也比较高;CMOS生产工艺简单、集成度高,缺点在于信号采集能力更差、噪音比较大。

       事实上,在经过一系列技术改造,CMOS传感器的感光性能已有了很大改进,完全可以媲美CCD传感器的效果。目前市场上的摄像机传感器也都以CMOS为主。

5.内存

       高速摄像机不太适合长时间记录动作,内存越大,可以连续高速采集的时间就越长,需要根据自己的实际情况来选择合适的内存。

6.售后服务

       高速摄像机售后服务很重要,国外进口的一线品牌在国内dai理商有些不具有维修服务,还需要到国外维修,增加了成本,选择具有完善售后服务的品牌高速摄像机很重要。

       富煌君达拥有完全自主知识产权的“君达超眼”高速视觉感知技术,打破了日本、美国、欧洲的技术垄断。集成君达超眼技术的“千眼狼”高速摄像系统,广泛应用于科研、工业、等领域。公司拥有快速定制响应能力,可提供便捷、优质的高速视觉解决方案,满足用户个性化应用需求。公司在瞬态过程分析、运动轨迹测量、目标跟踪与识别、实时画面录播及观测、产品性能试验、在线故障分析、在线质量检测等领域积累了丰富的经验和Z佳应用实践。




(内容来源于网络)

2020-04-23 11:24:18 450 0
千眼狼高速摄像机常见问题QA

Q:怎么选择千眼狼高速摄像机、高速相机的分辨率?

A:千眼狼高速相机、高速摄像机有100万像素、400万像素、1600万像素、2000万像素等多种型号。可以根据需要拍摄的范围、观察精度来确定需要的分辨率。例如,拍摄范围为2米x 1米, 而观察精度为1mm时, 分辨率要大于2000×1000。


Q:相机触发前能保存多长时间?相机的一共能保存多久的视频?

A:1、我公司的2F04系列相机自身不带内存,保存时长取决于存储器的硬盘大小,一秒钟接受380M的数据,硬盘大小足够的话可以半小时以上。

2、其他系列相机触发前保存的Z长时间与相机Z大存储时间相同,相机的Z大储存时间取决于内存和工作的性能参数,内存越大、使用性能越低相机的Z大存储时间越长,一般系列标配的产 品在Z高性能下能存储 8 秒,高配的甚至能实现十几分钟。


Q:2F04的连续拍摄时间只有10几秒,很难抓到我想要的镜头吧?

A:君达高科高速相机同时具有前触发和后触发的功能,方便您轻松捕捉感兴趣的画面。  

      不能否认所有的数据存储设备都有空间的限制,相机也是如此。因为存储容量的限制,所有的高速相机都会面临一个问题,如果拍摄启动的时间太早,可能“兴趣画面”还没有产生,储存设备就已经满了,如果启动的太迟,可能“兴趣画面”已经错过了,可能会丢失重要的信息。然而“兴趣画面”产生的时刻,有的时候是很难预料的。为了解决这个问题,我们引入了后触发功能。  

       当您选择了后触发功能,相机启动后将循环采集,当存储空间满的时候会自动用Z新的帧替换掉Z老的帧,确保当前存储空间中都是Z新的数据。 

       例如,您想捕捉某运动员的跳水过程,相机的采集时间有10秒,跳水过程为3秒,运动员准备时间可能在2秒到30秒之间,所以起跳的时刻是未知的。如果您使用的是君达高科千眼狼系列高速摄像机,您可将相机设置为后触发模式,在运动员准备跳水的时候开始采集,在运动员落水之后,点击停止,那么您将采集到运动员落水之前10秒到落水时刻的画面。


Q:镜头的焦距怎么选择?

A:虽然变焦镜头可以满足多种应用需求,但是定焦镜头可以获得更好的画质,而且价格较低,因此我们推荐客户使用定焦镜头。 用户可以拍摄精度、放大比例、拍摄距离考虑。千眼狼2F04的像元大小为7um,千眼狼2F16的像元大小为3.9um。如果拍摄比例为0.3倍,则2F04可以拍摄Z小7/0.3=23um; 而2F16可以拍摄Z小3.9/0.3=13um。 镜头的说明书上都会写明该镜头的Z大拍摄比例。 一般来说,如果拍摄比例>0.3,可选择微距镜头;如果拍摄比例小于0.3,而其拍摄距离比较近,可选择标准焦距镜头(50mm左右),或中长焦镜头;如果拍摄距离比较远,可以使用长焦镜头或望远镜头。千眼狼高速相机、高速摄像机的售前技术支持工程师会根据您的具体应用,给您选配Z合适的镜头。


Q:什么是光圈?

A:千眼狼高速相机、高速摄像机都可以手动调节镜头光圈。光圈越大,画面越亮。但光圈增大的同时,景深会缩小,对焦也越难。因此,综合调节光圈和曝光时间才能获得理想的图像。


Q:什么是曝光时间,怎么选择曝光时间呢?

A:相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔,在这一段时间内,物体可以在传感器上留下影像。曝光时间越长,图像越明亮。但并不是曝光时间越长也好,曝光时间过长,会出现过曝光,部分图像变成白色;如果拍摄运动的物体,曝光时间过长,还会出现运动模糊。为了拍清楚运动物体,一般要求在曝光时间内,CMOS内图像的移动不超过2个像素。例如,距离5M拍摄运动目标,目标运动速度为70M/S。如果使用焦距为50mm的镜头,成像放大倍数为0.01。千眼狼2F04的CMOS传感器像元大小为7um,因此,要获得边沿清晰的图像,曝光时间应小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20us。


Q:千眼狼高速相机是全局快门吗?

A:是的,千眼狼具有全局快门,适合拍摄高速运动的对象。数字相机通常有滚动快门(Rolling shutter)和全局快门(Global Shutter)两种快门。全局快门是通过整幅图片在同一时间曝光实现的, 传感器的所有像素点同时收集光线,同时曝光。当预设的曝光时间到了,所有像素同时停止收集光线,并将曝光信号转成电子图像。当采用全局快门方式曝光时,所有像素在同一时刻曝光,类似于将运动物体冻结了,所以适合拍摄快速运动的物体。 滚动快门与全局快门不同,滚动快门是逐行曝光的方式,曝光一行输出一行,图像从上到下各行不是同一时刻曝光的。如果物体或摄像头在拍摄期间处于快速运动状态,拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等任一种情况, 所以不适合高速运动物体的拍摄。


Q:千眼狼高速摄像机要配怎么样的镜头?

A:千眼狼高速相机、高速摄像机可使用常见的单反相机镜头。 不同厂家生产的镜头,其安装接口是不同的。目前行业中常用的有尼康F口、宾得K口、佳能EF口等接口标准。不同接口直接可以用转接环进行接口转换。千眼狼高速相机、高速摄像机支持尼康F口的镜头。千眼狼高速相机、高速摄像机采用APS画幅的高灵敏度CMOS图像传感器,可以配合所有APS-C画幅或35mm画幅的单反镜头使用。


Q:我完全不懂摄影, 也没用过单反, 能用好千眼狼高速相机吗?

A:不是专业摄影者或者没用过单反相机也可以用好千眼狼高速相机、高速摄像机。千眼狼在售前会派技术人员针对您的测试测量目标,为您制定合适的拍摄方案,经过现场培训保证您可以得到满意的图像。您也可以根据以下说明调整相机:

       根据拍摄范围和镜头的视场角确定拍摄距离;

       根据目标的运动速度确定曝光时间;

       设定相机的曝光时间, 然后转动镜头的光圈环, 直到画面出现;

       转动镜头的对焦环进行对焦;

       如果需要,可以再次调整光圈环,使画面亮度适中,再微调对焦环,Z终获得清晰的图像。


Q:为什么帧率足够了,拍摄出来的画面还是模糊的,有拖影?

A:拍摄出来的画面是模糊的,有拖影即画面动态模糊,主要是由于曝光时间过大造成的;t(曝光时间)×v(运动速度)<1 pixel


Q:为什么分辨率调小了之后,帧率没有发生变化?

A:对于千眼狼高速相机来说,影响帧率变化的不仅仅有分辨率,还有曝光时间。相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔,在这一段时间内,物体可以在底片上留下影像。曝光时间会限制高速相机帧率的上限值;

1s/曝光时间=帧率(Max)


Q:如何加强拍摄时的景深大小?

A:景深是指镜头前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被拍摄物体前后距离范围;景深的大小与以下几点有关系:

      (1) 光圈越小,景深越深

      (2) 镜头焦距越短,景深越深

      (3) 拍摄距离越长,景深越深

       可以综合调节以上几点来加深景深以加大图像清晰范围。






2020-03-26 14:56:12 537 0
CMOS摄像机和CCD摄像机有何不同
 
2015-02-09 17:16:46 474 1
高速分散机与高速乳化机有何不同
 
2017-03-14 08:44:23 478 1
不同烧结温度下Co对Ag-W复合粉体致密化行为的影响

引言】

       Ag-W复合材料具有优异的焊接性能、抗冲蚀性能和良好的导热性能,广泛应用于电接触领域。然而,这两种元素在复合材料中的粒径、形貌和分布都会影响材料的性能和特性。为了获得更好的性能,需要在Ag基体中均匀分布细小的W粒子。

【成果介绍】

       本研究主要致力于制备结构均匀的Ag-W复合粉体。这涉及到用扫描电镜研究Co添加对粉末形貌的影响。采用共沉淀法,钨酸银中的Co以CoWO4的形式加入。首先,利用热重分析研究了这些粉末在较低还原温度下的还原行为。然后,根据所得的TGA数据,采用两步还原法,制备了大量的未掺杂Ag-W和共掺杂Ag-W粉末,用于后续的烧结实验。烧结试验在膨胀计(LINSEIS L75铂系列)中进行,在加热时测量试样的任何线性变化,并记录以供后续分析。研究中确定并采用的温度设定值为250℃-750℃和250℃-850℃。在这些温度下,用还原粉末制备的Ag-W压坯在银相熔点以下烧结,以避免Ag和W之间的任何偏析。Z后,利用TEM对烧结压坯的特性和致密化行为进行了研究和评估,以供接触应用。

图文案例

图1、钨酸银(Ag2WO4)的沉淀态

图2、掺CoWO4沉淀的Ag2WO4:(a)0.52%共掺钨酸银,(b)1.52%共掺钨酸银

图3、250℃-750℃下沉淀钨酸银还原银钨粉

图4、250℃-750℃掺杂钨酸盐还原1.52%共掺杂Ag-W粉体

图5、Co浓度对250-750℃下制备的Ag-W粉末粒度的影响

图6、两段还原法制备的Ag-W粉末在250-750℃和250-850℃温度下的压制特性

图7、在250-750°C和250-850°C温度下制备的共掺杂Ag-W粉末在300MPa压力下的压制特性

图8、250-750℃温度下(a)Ag-W和(b)0.30%共掺杂Ag-W压缩粉末的光学显微照片

图9、不同掺量Ag-W的粉末在900℃等温烧结5h后致密长度的变化

图10、900℃烧结共掺杂Ag-W样品5小时的典型显微照片:(a)0.14%共掺杂Ag-W,

(b)1.52%共掺杂Ag-W

图11、900℃烧结5h样品的典型TEM照片显示:(a)钨颗粒间的Ag-W基体和颈部形成;

(b)质量分数为0.51%C o的Ag-W,钨颗粒间的基体和颈部形成

【结论】

       采用共沉淀法和两步还原法成功地制备出了均匀的Ag-W复合粉体,并通过压制和烧结工艺制备了电触头。添加的Co有助于促进银和钨之间的烧结,同时保持烧结产品中银和钨之间的高度均匀性。同时,我们还发现活化烧结时Co的临界值为0.3%(质量分数),与粉末的W含量有关。这个临界水平相当于钴对钨颗粒的六到七个原子层覆盖。此外,钴的添加量超过临界量时,会形成钨钴(WCo3)金属间化合物沉淀物,沉淀物被留在烧结复合材料的银相中。Z后,由于烧结体具有更好的抗冲蚀性和抗焊接性能,因此有望用于电接触应用。



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传感器固定方式振动特性有什么?

传感器固定方式振动特性

在现代工业应用中,传感器作为测量和监控系统的核心组件,其性能直接影响到系统的稳定性和可靠性。尤其在涉及到振动测量和监控时,传感器的固定方式对于其振动特性有着至关重要的影响。本文将探讨不同传感器固定方式对其振动特性的影响,分析不同固定方式的优缺点,并提出如何选择合适的固定方法以优化传感器的使用效果。

传感器的振动特性通常包括其灵敏度、频率响应、动态范围以及测量精度等方面。在实际应用中,传感器的固定方式决定了其与被测物体之间的接触方式,这直接影响到振动信号的传递效果和精度。如果固定不当,可能会引发信号失真、频率响应下降或测量误差等问题。因此,选择适合的固定方式对传感器的工作性能至关重要。

1. 固定方式的分类

传感器的固定方式大体可以分为硬固定和软固定两种类型。硬固定通常指通过机械方式将传感器牢固地安装在某个位置,例如使用螺钉、夹具或焊接等方法。软固定则是利用弹性材料或其他柔性元件来固定传感器,通常这种方式能够在一定程度上减少传感器与被测物体之间的振动传递,从而改善传感器的测量精度。

2. 硬固定方式的振动特性

硬固定方式通常适用于要求高精度和稳定性的应用场景。由于硬固定方式将传感器与固定基座紧密连接,因此能够较为直接地传递振动信号,且不容易因外部环境变化而产生松动。其主要优势在于稳定性高,可以有效避免传感器因安装不牢而导致的测量误差。

硬固定也有其局限性。由于传感器与固定点的刚性连接,传感器本身的振动特性可能与被测物体的振动特性存在一定的偏差,从而影响测量结果。硬固定方式在某些高频振动环境下可能会引发共振现象,进一步影响测量的准确性。

3. 软固定方式的振动特性

与硬固定方式相比,软固定方式通过减震或隔离材料减少了传感器与基座之间的直接接触,从而降低了振动信号的传递效率。这种方式特别适用于高频振动的测量环境,它可以有效地降低由机械传递带来的噪声和干扰。

软固定的主要优势在于能够改善高频测量的稳定性,并在一定程度上减少由于外部振动对传感器的干扰。软固定方式也有一定的缺点。由于振动信号的传递效率降低,可能导致传感器的灵敏度有所下降,从而影响低频振动的检测精度。软固定方式可能受到温度、湿度等环境因素的影响,导致固定效果不稳定。

4. 选择合适的固定方式

在实际应用中,选择合适的传感器固定方式需要综合考虑多个因素,包括被测物体的振动特性、工作环境的条件、传感器的工作频率范围等。对于高频振动测量,软固定方式可能是一个更为理想的选择;而对于低频振动或需要高精度测量的场合,硬固定方式则更加适合。

固定方式的选择还需要考虑到系统的整体设计。例如,固定方式的安装简便性、传感器更换的便捷性以及成本等因素都会影响的决定。

结论

传感器固定方式对其振动特性具有重要影响,正确的选择能够有效提升测量精度并优化系统性能。硬固定方式适用于对稳定性要求较高的场合,而软固定方式则能在高频振动环境中提供更好的性能。了解不同固定方式的优缺点,并根据具体应用需求选择合适的固定方法,能够确保传感器在振动测量中的表现达到佳状态。因此,在振动测量和监控系统的设计与实施中,固定方式的选择不可忽视,必须谨慎考虑。

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