專利名稱：高速彈丸成像系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬聚變彈丸加料領(lǐng)域，涉及一種物體成像系統(tǒng)，尤其涉及到的是聚變領(lǐng)域中高速飛行彈丸的診斷。
背景技術(shù)：
在聚變裝置的彈丸加料物理實驗中，通過監(jiān)測和分析高速彈丸飛行過程中速度和照片，已成為判斷彈丸生成情況及破碎與否的有效的手段，同時也是研究彈丸發(fā)射壓力與彈丸飛行速度之間關(guān)系必不可少的數(shù)據(jù)；彈丸照片可以定性測算彈丸大小，同時可以摸索彈丸制備條件。在以往的彈丸拍照中只能實現(xiàn)單一位置拍照，不能實現(xiàn)多角度拍攝彈丸和連續(xù)多發(fā)彈丸拍照。多角度和連續(xù)多發(fā)彈丸拍照能更好的分析飛行的彈丸的特性，如外形的完整性， 體積(利用后期制作的數(shù)據(jù)分析軟件)等。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的是針對高速飛行彈丸成像提供一種簡單而有效的拍攝方式。本實用新型是這樣實現(xiàn)的一種高速彈丸成像系統(tǒng)，包括(XD攝影機、光源、觀察窗，其中，所述的高速彈丸成像系統(tǒng)還包括一個“十”字形的真空室，彈丸的飛行軌跡垂直于“十”字形，“十”字形的真空室的2個觀察窗采用法蘭加光學(xué)玻璃密封，其中一個觀察窗安裝CCD攝影機，用于飛行彈丸拍照；在與CCD攝影機相對應(yīng)的另一個觀察窗上安裝閃關(guān)燈提供光源。如上所述的一種高速彈丸成像系統(tǒng)，其中，在“十”字形的真空室的中間部分設(shè)置有光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括光線進(jìn)口分光棱鏡、光線進(jìn)口處的2個棱鏡、光線出口處的2 個棱鏡、光線出口處聚光棱鏡；光線進(jìn)口分光棱鏡具有2個反光面，2個反光面所成角度大于180度，使得光源發(fā)出的平行光線分為2個部分，分別反射到光線進(jìn)口處兩側(cè)的2個棱鏡；光線進(jìn)口處兩側(cè)的的 2個棱鏡分別將照射到各自反光面上的光線反射至“十”字形的真空室的中心部分，從2個方向上對飛行過程中經(jīng)過穿過此處的彈丸進(jìn)行照射；穿過“十”字形的真空室的中心部分的 2部分的光線，分別照射到光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡上；光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡分別將照射到各自反光面上的光線反射至光線出口處聚光棱鏡；光線出口聚光棱鏡與光線進(jìn)口分光棱鏡結(jié)構(gòu)一致，區(qū)別在于光線出口處聚光棱鏡反光面面向CCD攝影機；如此，彈丸飛過時，在光線出口處聚光棱鏡上形成2個物象，利用CCD攝影機捕捉2個不同位置的飛行中的彈丸照片，各個棱鏡采用棱鏡支架固定支撐。如上所述的一種高速彈丸成像系統(tǒng)，其中，所述的高速彈丸成像系統(tǒng)還包括計數(shù)器和光柵；[0011]光柵位于彈丸成像系統(tǒng)之前，檢測彈丸穿過光柵的信息以及穿過的彈丸的速度； 計數(shù)器對彈丸通過光柵后進(jìn)行計數(shù)記錄，為閃光燈提供觸發(fā)信號，閃光燈提供拍攝彈丸所需的光源，閃光燈采用發(fā)光二極管組成。本實用新型的優(yōu)點在于對于高速飛行的透明小物體能及時撲捉到物象，且能從多角度拍照和對連續(xù)多發(fā)彈丸拍照，對直徑和長度為毫米量級的高速飛行彈丸的成像提供了一種簡單而有效的拍攝方式，成功率90%以上，連續(xù)多發(fā)彈丸照片清晰可見，能有效分析高速飛行彈丸的特性。

圖1是高速彈丸成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是兩角度彈丸成像原理圖；圖3是間隔IOOms連續(xù)發(fā)射5顆彈丸。
具體實施例
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型做進(jìn)一步的說明高速彈丸成像系統(tǒng)包括(XD攝影機、閃關(guān)燈(光源)、鏡像系統(tǒng)、計數(shù)器、真空觀察窗、視頻采集卡等。利用該成像系統(tǒng)能進(jìn)行高速彈丸拍照，對高速飛行彈丸提供了一種很好的監(jiān)測方法，安裝結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。在一個“十”字形的真空室內(nèi)，各個棱鏡固定在棱鏡支架上，“十”字形真空室的四個口采用法蘭加光學(xué)玻璃密封，一個觀察窗口安裝有一部CCD攝影機，用于飛行彈丸拍照；另一個觀察窗安裝閃關(guān)燈提供光源；其余觀察窗便于觀察真空室內(nèi)的成像系統(tǒng)位置。在“十”字形的真空室的中間部分設(shè)置有光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括光線進(jìn)口分光棱鏡12、光線進(jìn)口處的2個棱鏡13、20、光線出口處的2個棱鏡19、15、光線出口處聚光棱鏡16 ；光線進(jìn)口分光棱鏡12具有2個反光面，2個反光面所成角度大于180度，使得光源發(fā)出的平行光線分為2個部分，分別反射到光線進(jìn)口處兩側(cè)的2個棱鏡13、20;光線進(jìn)口處兩側(cè)的的2個棱鏡13、20分別將照射到各自反光面上的光線反射至“十”字形的真空室的中心部分，從2個方向上對飛行過程中經(jīng)過穿過此處的彈丸進(jìn)行照射；穿過“十”字形的真空室的中心部分的2部分的光線，分別照射到光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡19、15上；光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡19、15分別將照射到各自反光面上的光線反射至光線出口處聚光棱鏡 16 ；光線出口聚光棱鏡16與光線進(jìn)口分光棱鏡12結(jié)構(gòu)一致，區(qū)別在于光線出口處聚光棱鏡 16反光面面向CCD攝影機；如此，彈丸飛過時，在光線出口處聚光棱鏡16上形成2個物象， 利用CCD攝影機捕捉2個不同位置的飛行中的彈丸照片，各個棱鏡采用棱鏡支架固定支撐。CXD攝影機垂直掃描頻率50Hz，對于彈丸注入最高頻率30Hz來說，此攝影機足夠撲捉到飛行中的高速彈丸；攝影機分辨率為0. 06mm，像素768 χ 576。閃光燈提供拍攝彈丸所需光源，閃光燈采用發(fā)光二極管組成。高速彈丸成像系統(tǒng)，拍攝對象為高速飛行彈丸，此高速飛行彈丸是透明的，直徑在毫米量級，速度在150m/s-800m/s。真空觀察窗，能直觀觀察成像系統(tǒng)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。[0025]高速彈丸成像系統(tǒng)還包括計數(shù)器和光柵；光柵位于彈丸成像系統(tǒng)之前，檢測彈丸穿過光柵的信息以及穿過的彈丸的速度； 計數(shù)器對彈丸通過光柵后進(jìn)行計數(shù)記錄，為閃光燈提供觸發(fā)信號，閃光燈提供拍攝彈丸所需的光源，閃光燈采用發(fā)光二極管組成。此高速彈丸成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，能滿足高速飛行彈丸的拍攝。利用該高速彈丸成像系統(tǒng)撲捉到的高速飛行彈丸照片如圖3所示。上述棱鏡采用的是三角棱鏡，但是并不限于使用三角棱鏡，在實現(xiàn)本實用新型所需要的反射光線的功能的情況下，可以采用其它反光鏡替代。
權(quán)利要求1.一種高速彈丸成像系統(tǒng)，包括CCD攝影機、光源(7)、觀察窗，其特征在于所述的高速彈丸成像系統(tǒng)還包括一個“十”字形的真空室，彈丸的飛行軌跡垂直于“十”字形， “十”字形的真空室的2個觀察窗采用法蘭加光學(xué)玻璃密封，其中一個觀察窗安裝CCD攝影機，用于飛行彈丸拍照；在與CCD攝影機相對應(yīng)的另一個觀察窗上安裝閃關(guān)燈提供光源。
2.如權(quán)利要求1所述的一種高速彈丸成像系統(tǒng)，其特征在于在“十”字形的真空室的中間部分設(shè)置有光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)光路調(diào)節(jié)系統(tǒng)包括光線進(jìn)口分光棱鏡(12)、光線進(jìn)口處的2個棱鏡(13、20)、光線出口處的2個棱鏡(19、15)、光線出口處聚光棱鏡(16)；光線進(jìn)口分光棱鏡(12)具有2個反光面，2個反光面所成角度大于180度，使得光源發(fā)出的平行光線分為2個部分，分別反射到光線進(jìn)口處兩側(cè)的2個棱鏡(13、20)；光線進(jìn)口處兩側(cè)的的2個棱鏡(13、20)分別將照射到各自反光面上的光線反射至“十”字形的真空室的中心部分，從2個方向上對飛行過程中經(jīng)過穿過此處的彈丸進(jìn)行照射；穿過“十”字形的真空室的中心部分的2部分的光線，分別照射到光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡(19、15)上； 光線出口處兩側(cè)的2個棱鏡(19、15)分別將照射到各自反光面上的光線反射至光線出口處聚光棱鏡(16)；光線出口聚光棱鏡(16)與光線進(jìn)口分光棱鏡(12)結(jié)構(gòu)一致，區(qū)別在于光線出口處聚光棱鏡(16)反光面面向CCD攝影機；如此，彈丸飛過時，在光線出口處聚光棱鏡(16)上形成2個物象，利用CCD攝影機捕捉2個不同位置的飛行中的彈丸照片，各個棱鏡采用棱鏡支架固定支撐。
3.如權(quán)利要求2所述的一種高速彈丸成像系統(tǒng)，其特征在于所述的高速彈丸成像系統(tǒng)還包括計數(shù)器和光柵；光柵位于彈丸成像系統(tǒng)之前，檢測彈丸穿過光柵的信息以及穿過的彈丸的速度；計數(shù)器對彈丸通過光柵后進(jìn)行計數(shù)記錄，為閃光燈提供觸發(fā)信號，閃光燈提供拍攝彈丸所需的光源，閃光燈采用發(fā)光二極管組成。
專利摘要本實用新型屬聚變彈丸加料領(lǐng)域，涉及一種高速彈丸成像系統(tǒng)。本實用新型的目的是針對高速飛行彈丸成像提供一種簡單而有效的拍攝方式。包括CCD攝影機、光源、觀察窗，其中，所述的高速彈丸成像系統(tǒng)還包括一個“十”字形的真空室，彈丸的飛行軌跡垂直于“十”字形，“十”字形的真空室的2個觀察窗采用法蘭加光學(xué)玻璃密封，其中一個觀察窗安裝CCD攝影機，用于飛行彈丸拍照；在與CCD攝影機相對應(yīng)的另一個觀察窗上安裝閃光燈提供光源。優(yōu)點在于對于高速飛行的透明小物體能及時撲捉到物象，且能從多角度拍照和對連續(xù)多發(fā)彈丸拍照。
文檔編號G03B15/05GK202153293SQ201120274819
公開日2012年2月29日 申請日期2011年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者劉德權(quán), 徐紅兵, 朱根良, 王明建 申請人:核工業(yè)西南物理研究院