静电纺丝细流踪迹图像采集方法研究

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1、·16·新技术新仪器2010年第30卷第2期静电纺丝细流踪迹图像采集方法研究邓彬，于洪明，黄波(1．山东省国防工业计量站，山东济南250100；2．天津市耀辉光电技术有限公司，天津300192；3．临沂市兰山区花园灌溉管理所，山东临沂276038)摘要：介绍了对高场强中的纺丝细流以“爆炸”方式喷射所形成的踪迹图像进行高速采集的方法。选用逐行扫描方式的全帧转移型高分辨力面阵CCD摄像机与能够在极短时间内(1／100000s)完成单场图像采集的采集卡，可以获得十分清晰的高速踪迹图像。关键词：静电纺丝；踪迹图像；全帧转移；单场图像采集卡中图分类号：TP274．2文献标识码：B文章编号：1674—5

2、795(2010)02—0016—03StudyonMethodofAcquiringInstantaneousTraceImageofElectrostaticFilamentDENGBin，YUHongming，HUANGBo(1．NationalDefenceIndustryMetrolocalStationShandong，Jinan250100，China；2．TianjinYaoHuiOpto-electronicsCo．Ltd．，Tianjin300192，China；3．GardenIrrig~eAdministrationLanshanDistrictLinyi，Linyi

3、276038，China)Abstract：Thisarticleintroducesamethodofacquiringinstantaneoustraceimageofhigh-speedmovingelectrostaticfilamentspurtinglike”explosion”inhigh—tensionelectricfield．Inordertoacquireclearmomentarytraceimage，aline—by-linescanningfullframetransferandhighresolutionareaarrayCCDandapieceofhighsp

4、eedimageacquisitionboardthatisabletocollectingasinglesceneimagein1／100000secondarechoosed．Keywords：electrostaticfilament；instantaneoustraceimage；fullframetransfer；singlesceneimageacquisitionboard0引言1系统的组成及工作原理静电纺丝细流踪迹图像采集系统主要是对纺丝细图1所示为图像采集装置。图中，1是有机材料喷流以“爆炸”方式喷射散开的踪迹图像进行采集。这射装置，负责把针管内的三氯甲烷有机溶液均匀地推个

5、课题的难点在于如何提高监测的速度，以便清晰地出管外；2是面阵CCD摄像机；3是接地的金属箔。捕捉到细丝运动的踪迹图像。另外还包括光源、高压电源、视频切换等装置。依据理论上的分析和初拍图像的效果可知，如果相机的曝光时问过长，物体在拍摄时间段内的变化必然会造成所拍摄图像的模糊uj。究其原因是采集的速度不够。传统的方法是通过缩短积分时间(曝光时间)来提高采集图像的速度，但同时又带来图像对比度低的问题_2]，如何调节二者之间的关系完成高速采集的任务是研究的关键点。本文介绍一种实用的方法以满足对高速运动物体图像采集的要求。收稿日期：2010—01—18；收修改稿期：2010—03—15图1采集装置图作

6、者简介：邓彬(1980一)，男，助理工程师，主要从事计量与采集系统工作原理为：在针头上接通一万伏的高测试技术、计算机数据采集处理系统方面的研究及PDA技术方压，使三氯甲烷有机溶液带有同种电荷，同时将金属面的研究。计测技术新技术新仪器·17·箔接地，使针头和金属箔之间形成高场强电场。根据同种电荷相互排斥的原理，带电的有机溶液在电场力的作用下，就会沿针头向金属箔方向高速运动，所喷射的细流会产生“爆炸”的效果。2系统的组成本套机器视觉系统主要由相机、采集卡、光源、计算机及图像采集软件组成，下面分别介绍。2．1相机图2调节放大倍率及光源前图像相机按扫描方式分线扫描和面扫描两种，线扫描是对物体进行行扫

7、描，它又分为隔行和逐行两种方式，本课题是对高速运动目标的瞬态图像进行高精度检测，跟踪速度快，为了使拍摄的图片不产生拖影，因此采用逐行扫描的方式，这样可以使拍摄的图像更细腻、稳定，无行间闪烁。2．2镜头在相同物距的情况下，焦距越小所拍摄的范围越大。为此选择了一款日本佳能公司的8mm焦距镜头，图3调节后的图像以便能完整地捕捉到细丝从喷口到金属箔之间的图像。2．3光源性好，这样能提高图像的信噪比使图像更清晰。选择光