带自聚焦透镜的数字式光纤阵列高速摄像装置

摘要

本发明公开了一种带自聚焦透镜的数字式光纤阵列高速摄像装置，由光纤阵列模块、光电转换模块、实时AD转换模块、全硬件逻辑控制模块、数据缓冲模块、通讯模块、后处理PC机以及具有图形组态功能的软件系统组成，提供了4个转换精度为12位的模拟通道及相应的控制逻辑与数据缓冲区，用以记录处理与观察对象同步发生的物理量变化信息。具有图形组态功能的后处理软件根据被观察对象的位置形状等图元特征进行编辑，观察结果之间的数据链接，动态地重现与实际光纤阵列观察位置相对应的各点的亮度变化情况，其拍摄速度达到10⁶幅/秒。可应用于电器科研领域中电弧运动的观察，也可应用于导弹、火箭的点火及爆炸过程等强光源瞬态过程的拍摄。

主权项

1.一种数字式光纤阵列高速摄像装置，由壳体、面板及其模块电路连接构成，其特征在于，该模块电路包括：一个用于接收电弧光照强度的光纤阵列模块(1)，它由多路光纤组成，每路光纤的顶端都装有一个非均匀介质的自聚焦透镜，该自聚焦透镜只将垂直于光纤端面入射的光线进入光纤，并将相应信号传送至光电转换模块(2)；一个光电转换模块(2)，用于将来自光纤的光强信号转变为相应的可转换的电压信号；一个实时AD转换模块(3)，该模块为多通道同步的3位实时AD转换器阵列，用于将来自光电转换模块的与光强信号相对应的模拟电压信号转换为精度为3位的数字信号；一个数据缓冲模块(4)，用于在转换过程中实时同步存储转换结果，并在实验结束后根据需要将所存数据传送给后处理PC机进行处理；一个全硬件逻辑控制控制模块(5)，用于实时控制上述光纤阵列模块(1)、光电转换模块(2)、实时AD转换模块(3)、数据缓冲模块(4)的运行；上述4个模块采用单元化设计，每个单元包含16路完整的光纤阵列模块(1)、光电转换模块(2)、实时AD转换模块(3)、数据缓冲模块(4)；装置最多可同时使用8个单元，即可同步处理16×8＝128根光纤构成的测试阵列数据；一个12位数据采集通道模块(6)，该模块共有4个模拟数据采集通道，用以记录处理与观察对象同步发生的物理量变化信息；一个通讯模块(7)，由AT89C51为核心构成，用于数据缓冲模块与后处理PC机之间的数据交换；一PC机以及具有图形组态功能的后处理软件模块(8)，用于测试数据及相关特征图元的编辑、处理、动态显示；光纤阵列模块(1)与光电转换模块(2)连通，光电转换模块(2)与实时AD转换模块(3)连接，实时AD转换模块(3)与数据缓冲模块(4)连通，数据缓冲模块(4)与通讯模块(7)连接，通讯模块(7)与PC机以及具有图形组态功能的后处理软件模块(8)互联；全硬件逻辑控制控制模块(5)还通过12位数据采集通道模块(6)控制通讯模块(7)。