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高速攝像在流體力學(xué)中的應(yīng)用
高速攝像在工業(yè)應(yīng)用中應(yīng)用廣泛，高速攝像機(jī)能拍攝到肉眼無(wú)法看清楚的圖像和運(yùn)動(dòng)過(guò)程。流體力學(xué)中的湍流、流體的流速、流場(chǎng)、氣泡、沸騰、兩相流等運(yùn)動(dòng)規(guī)律的觀察和分析更是少不了高速攝像機(jī)的參與。如用高速攝像拍攝的石頭進(jìn)入水中一剎那的細(xì)節(jié)。通過(guò)高速攝像機(jī)影像，研究人員能夠了解石頭水下的受力情況，并通過(guò)流體動(dòng)力學(xué)，分析出為何石頭能在水面上連續(xù)多次*浮。
高速攝像機(jī)是一種能夠以小于1/1000秒的*或超過(guò)每秒250幀的幀速率捕獲運(yùn)動(dòng)圖像的設(shè)備。它用于將快速移動(dòng)的物體作為照片圖像記錄到存儲(chǔ)介質(zhì)上。 錄制后，存儲(chǔ)在媒體上的圖像可以慢動(dòng)作播放。 早期的高速攝像機(jī)使用膠片記錄高速事件，但被完全使用電荷耦合器件(ccd)或cmos有源像素傳感器的電子設(shè)備取代，通常每秒超過(guò)1000幀記錄到dram上 ，慢慢地回放研究瞬態(tài)現(xiàn)象的科學(xué)研究動(dòng)作。
高速運(yùn)動(dòng)目標(biāo)受到自然光或人工輔助照明燈光的照射產(chǎn)生反射光，或者運(yùn)動(dòng)目標(biāo)本身發(fā)光，這些光的一部分透過(guò)高速成像系統(tǒng)的成像物鏡。經(jīng)物鏡成像后，落在光電成像器件的像感面上，受驅(qū)動(dòng)電路控制的光電器件，會(huì)對(duì)像感面上的目標(biāo)像快速響應(yīng)，即根據(jù)像感面上目標(biāo)像光能量的分布，在各采樣點(diǎn)即像素點(diǎn)產(chǎn)生響應(yīng)大小的電荷包，完成圖像的光電轉(zhuǎn)換。帶有圖像信息的各個(gè)電荷包被迅速轉(zhuǎn)移到讀出寄存器中。讀出信號(hào)經(jīng)信號(hào)處理后傳輸至電腦中，五百萬(wàn)像素，由電腦對(duì)圖像進(jìn)行讀出顯示和判讀，并將結(jié)果輸出。因此，一套完整的高速成像系統(tǒng)由光學(xué)成像、光電成像、信號(hào)傳輸、控制、圖像存儲(chǔ)與處理等幾部分組成。
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