激光焊接是材料加工技術(shù)應(yīng)用重要方向之一，因其產(chǎn)能高、自動(dòng)化程度高、焊縫質(zhì)量高等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、造船、、造橋等行業(yè)。研究影響焊縫效果的因素，如何進(jìn)一步提升焊接質(zhì)量，成為行業(yè)相關(guān)企業(yè)研究的熱點(diǎn)。

       武漢銳科光纖激光技術(shù)股份有限公司專業(yè)從事光纖激光器及其關(guān)鍵器件與材料的研發(fā)，此次實(shí)驗(yàn)主要研究激光焊接功率對(duì)焊接效果的影響，特邀千眼狼高速攝像機(jī)技術(shù)支持工程師用高速圖像觀測(cè)技術(shù)，JZ觀測(cè)材料激光焊接熔池周邊和熔池ZX的熔融狀態(tài)。

       因激光焊接過(guò)程中亮度會(huì)過(guò)曝，普通相機(jī)無(wú)法拍攝到內(nèi)部熔池的狀態(tài)，千眼狼高速攝像機(jī)可以采用特殊光源或特殊光路進(jìn)行拍攝，來(lái)觀察熔池熔融狀態(tài)和熔池飛濺方向，如圖1。

圖1   拍攝現(xiàn)場(chǎng)

       千眼狼高速攝像機(jī)技術(shù)支持工程師采用特殊光源拍攝兩組實(shí)驗(yàn)。DY次實(shí)驗(yàn)由上至下拍攝，激光焊接機(jī)功率2000W，波長(zhǎng)1064nm，高速攝像機(jī)拍攝工作距離30cm，采用105mm微距鏡頭，1280X300@6000fps拍攝熔池熔融狀態(tài)。

       第二次實(shí)驗(yàn)激光焊接機(jī)功率提高至6000W，拍攝觀察熔池ZX迸濺的熔滴與飛濺方向。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，激光功率是影響熔池熔融狀態(tài)與飛濺方向的重要因素。通過(guò)高速攝像機(jī)觀察分析焊接過(guò)程中熔池周邊和熔池ZX的熔融狀態(tài)，可研究不同功率下的激光焊接效果，助力生產(chǎn)企業(yè)控制生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量。

// 千眼狼高速攝像機(jī)5F01

● 全幅ZD分辨率1280×1024，小畫幅最快可達(dá)128000FPS；

● 具備智能幀率、分辨率動(dòng)態(tài)調(diào)整功能；

● 具備USB3.0、TRIG、SYNC IN、SYNC OUT等功能接口；

● 具有外同步功能，支持多臺(tái)攝像機(jī)同步拍攝；

● 應(yīng)用于機(jī)械運(yùn)動(dòng)、燃燒、微流體微流控、結(jié)構(gòu)力學(xué)等領(lǐng)域研究。

Q：怎么選擇千眼狼高速攝像機(jī)、高速相機(jī)的分辨率?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)有100萬(wàn)像素、400萬(wàn)像素、1600萬(wàn)像素、2000萬(wàn)像素等多種型號(hào)?？梢愿鶕?jù)需要拍攝的范圍、觀察精度來(lái)確定需要的分辨率。例如，拍攝范圍為2米x 1米, 而觀察精度為1mm時(shí), 分辨率要大于2000×1000。

Q：相機(jī)觸發(fā)前能保存多長(zhǎng)時(shí)間？相機(jī)的一共能保存多久的視頻？

A：1、我公司的2F04系列相機(jī)自身不帶內(nèi)存，保存時(shí)長(zhǎng)取決于存儲(chǔ)器的硬盤大小，一秒鐘接受380M的數(shù)據(jù)，硬盤大小足夠的話可以半小時(shí)以上。

2、其他系列相機(jī)觸發(fā)前保存的Z長(zhǎng)時(shí)間與相機(jī)Z大存儲(chǔ)時(shí)間相同，相機(jī)的Z大儲(chǔ)存時(shí)間取決于內(nèi)存和工作的性能參數(shù)，內(nèi)存越大、使用性能越低相機(jī)的Z大存儲(chǔ)時(shí)間越長(zhǎng)，一般系列標(biāo)配的產(chǎn) 品在Z高性能下能存儲(chǔ) 8 秒，高配的甚至能實(shí)現(xiàn)十幾分鐘。

Q：2F04的連續(xù)拍攝時(shí)間只有10幾秒，很難抓到我想要的鏡頭吧？

A：君達(dá)高科高速相機(jī)同時(shí)具有前觸發(fā)和后觸發(fā)的功能，方便您輕松捕捉感興趣的畫面。  

      不能否認(rèn)所有的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備都有空間的限制，相機(jī)也是如此。因?yàn)榇鎯?chǔ)容量的限制，所有的高速相機(jī)都會(huì)面臨一個(gè)問(wèn)題，如果拍攝啟動(dòng)的時(shí)間太早，可能“興趣畫面”還沒(méi)有產(chǎn)生，儲(chǔ)存設(shè)備就已經(jīng)滿了，如果啟動(dòng)的太遲，可能“興趣畫面”已經(jīng)錯(cuò)過(guò)了，可能會(huì)丟失重要的信息。然而“興趣畫面”產(chǎn)生的時(shí)刻，有的時(shí)候是很難預(yù)料的。為了解決這個(gè)問(wèn)題，我們引入了后觸發(fā)功能。  

       當(dāng)您選擇了后觸發(fā)功能,相機(jī)啟動(dòng)后將循環(huán)采集，當(dāng)存儲(chǔ)空間滿的時(shí)候會(huì)自動(dòng)用Z新的幀替換掉Z老的幀，確保當(dāng)前存儲(chǔ)空間中都是Z新的數(shù)據(jù)。 

       例如，您想捕捉某運(yùn)動(dòng)員的跳水過(guò)程，相機(jī)的采集時(shí)間有10秒，跳水過(guò)程為3秒，運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備時(shí)間可能在2秒到30秒之間，所以起跳的時(shí)刻是未知的。如果您使用的是君達(dá)高科千眼狼系列高速攝像機(jī)，您可將相機(jī)設(shè)置為后觸發(fā)模式，在運(yùn)動(dòng)員準(zhǔn)備跳水的時(shí)候開始采集，在運(yùn)動(dòng)員落水之后，點(diǎn)擊停止，那么您將采集到運(yùn)動(dòng)員落水之前10秒到落水時(shí)刻的畫面。

Q：鏡頭的焦距怎么選擇?

A：雖然變焦鏡頭可以滿足多種應(yīng)用需求，但是定焦鏡頭可以獲得更好的畫質(zhì)，而且價(jià)格較低，因此我們推薦客戶使用定焦鏡頭。 用戶可以拍攝精度、放大比例、拍攝距離考慮。千眼狼2F04的像元大小為7um，千眼狼2F16的像元大小為3.9um。如果拍攝比例為0.3倍，則2F04可以拍攝Z小7/0.3=23um； 而2F16可以拍攝Z小3.9/0.3=13um。 鏡頭的說(shuō)明書上都會(huì)寫明該鏡頭的Z大拍攝比例。 一般來(lái)說(shuō)，如果拍攝比例>0.3，可選擇微距鏡頭；如果拍攝比例小于0.3，而其拍攝距離比較近，可選擇標(biāo)準(zhǔn)焦距鏡頭(50mm左右)，或中長(zhǎng)焦鏡頭；如果拍攝距離比較遠(yuǎn)，可以使用長(zhǎng)焦鏡頭或望遠(yuǎn)鏡頭。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)的售前技術(shù)支持工程師會(huì)根據(jù)您的具體應(yīng)用，給您選配Z合適的鏡頭。

Q：什么是光圈?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)都可以手動(dòng)調(diào)節(jié)鏡頭光圈。光圈越大，畫面越亮。但光圈增大的同時(shí)，景深會(huì)縮小，對(duì)焦也越難。因此，綜合調(diào)節(jié)光圈和曝光時(shí)間才能獲得理想的圖像。

Q：什么是曝光時(shí)間，怎么選擇曝光時(shí)間呢？

A：相機(jī)曝光時(shí)間是指從快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔，在這一段時(shí)間內(nèi)，物體可以在傳感器上留下影像。曝光時(shí)間越長(zhǎng)，圖像越明亮。但并不是曝光時(shí)間越長(zhǎng)也好，曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)過(guò)曝光，部分圖像變成白色；如果拍攝運(yùn)動(dòng)的物體，曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，還會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)模糊。為了拍清楚運(yùn)動(dòng)物體，一般要求在曝光時(shí)間內(nèi)，CMOS內(nèi)圖像的移動(dòng)不超過(guò)2個(gè)像素。例如，距離5M拍攝運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，目標(biāo)運(yùn)動(dòng)速度為70M/S。如果使用焦距為50mm的鏡頭，成像放大倍數(shù)為0.01。千眼狼2F04的CMOS傳感器像元大小為7um，因此，要獲得邊沿清晰的圖像，曝光時(shí)間應(yīng)小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20us。

Q：千眼狼高速相機(jī)是全局快門嗎?

A：是的，千眼狼具有全局快門，適合拍攝高速運(yùn)動(dòng)的對(duì)象。數(shù)字相機(jī)通常有滾動(dòng)快門(Rolling shutter)和全局快門(Global Shutter)兩種快門。全局快門是通過(guò)整幅圖片在同一時(shí)間曝光實(shí)現(xiàn)的, 傳感器的所有像素點(diǎn)同時(shí)收集光線，同時(shí)曝光。當(dāng)預(yù)設(shè)的曝光時(shí)間到了，所有像素同時(shí)停止收集光線，并將曝光信號(hào)轉(zhuǎn)成電子圖像。當(dāng)采用全局快門方式曝光時(shí)，所有像素在同一時(shí)刻曝光，類似于將運(yùn)動(dòng)物體凍結(jié)了，所以適合拍攝快速運(yùn)動(dòng)的物體。 滾動(dòng)快門與全局快門不同，滾動(dòng)快門是逐行曝光的方式，曝光一行輸出一行，圖像從上到下各行不是同一時(shí)刻曝光的。如果物體或攝像頭在拍攝期間處于快速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，拍攝結(jié)果就可能出現(xiàn)“傾斜”、“搖擺不定”或“部分曝光”等任一種情況, 所以不適合高速運(yùn)動(dòng)物體的拍攝。

Q：千眼狼高速攝像機(jī)要配怎么樣的鏡頭?

A：千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)可使用常見的單反相機(jī)鏡頭。 不同廠家生產(chǎn)的鏡頭，其安裝接口是不同的。目前行業(yè)中常用的有尼康F口、賓得K口、佳能EF口等接口標(biāo)準(zhǔn)。不同接口直接可以用轉(zhuǎn)接環(huán)進(jìn)行接口轉(zhuǎn)換。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)支持尼康F口的鏡頭。千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)采用APS畫幅的高靈敏度CMOS圖像傳感器，可以配合所有APS-C畫幅或35mm畫幅的單反鏡頭使用。

Q：我完全不懂?dāng)z影, 也沒(méi)用過(guò)單反, 能用好千眼狼高速相機(jī)嗎?

A：不是專業(yè)攝影者或者沒(méi)用過(guò)單反相機(jī)也可以用好千眼狼高速相機(jī)、高速攝像機(jī)。千眼狼在售前會(huì)派技術(shù)人員針對(duì)您的測(cè)試測(cè)量目標(biāo)，為您制定合適的拍攝方案，經(jīng)過(guò)現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)保證您可以得到滿意的圖像。您也可以根據(jù)以下說(shuō)明調(diào)整相機(jī)：

       根據(jù)拍攝范圍和鏡頭的視場(chǎng)角確定拍攝距離；

       根據(jù)目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)速度確定曝光時(shí)間；

       設(shè)定相機(jī)的曝光時(shí)間, 然后轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的光圈環(huán), 直到畫面出現(xiàn)；

       轉(zhuǎn)動(dòng)鏡頭的對(duì)焦環(huán)進(jìn)行對(duì)焦；

       如果需要，可以再次調(diào)整光圈環(huán)，使畫面亮度適中，再微調(diào)對(duì)焦環(huán)，Z終獲得清晰的圖像。

Q：為什么幀率足夠了，拍攝出來(lái)的畫面還是模糊的，有拖影？

A：拍攝出來(lái)的畫面是模糊的，有拖影即畫面動(dòng)態(tài)模糊，主要是由于曝光時(shí)間過(guò)大造成的；t（曝光時(shí)間）×v（運(yùn)動(dòng)速度）＜1 pixel

Q：為什么分辨率調(diào)小了之后，幀率沒(méi)有發(fā)生變化？

A：對(duì)于千眼狼高速相機(jī)來(lái)說(shuō)，影響幀率變化的不僅僅有分辨率，還有曝光時(shí)間。相機(jī)曝光時(shí)間是指從快門打開到關(guān)閉的時(shí)間間隔，在這一段時(shí)間內(nèi)，物體可以在底片上留下影像。曝光時(shí)間會(huì)限制高速相機(jī)幀率的上限值；

1s/曝光時(shí)間=幀率（Max）

Q：如何加強(qiáng)拍攝時(shí)的景深大??？

A：景深是指鏡頭前沿能夠取得清晰圖像的成像所測(cè)定的被拍攝物體前后距離范圍；景深的大小與以下幾點(diǎn)有關(guān)系：

      （1） 光圈越小，景深越深

      （2） 鏡頭焦距越短，景深越深

      （3） 拍攝距離越長(zhǎng)，景深越深

       可以綜合調(diào)節(jié)以上幾點(diǎn)來(lái)加深景深以加大圖像清晰范圍。

千眼狼研發(fā)團(tuán)隊(duì)2020年伊始推出戶外簡(jiǎn)單操作便捷式的千眼狼家族shou款便攜式高速攝像機(jī)，具有輕便、實(shí)時(shí)調(diào)焦、廣電級(jí)專業(yè)畫質(zhì)、5小時(shí)自供電、靈活定制等眾多特點(diǎn)。

便攜式構(gòu)成一覽

千眼狼便攜式高速攝像機(jī)核心參數(shù)

經(jīng)典應(yīng)用場(chǎng)景推薦

    ● 體育運(yùn)動(dòng)

    ● 動(dòng)物攝影觀測(cè)

    ● 實(shí)彈出膛

     ●戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)觀測(cè)

72×72×75mm

       歷經(jīng)數(shù)月精心打磨，攻克37項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，千眼狼研發(fā)團(tuán)隊(duì)2020年伊始推出基于高度集成化平臺(tái)全新架構(gòu)的Mini家族首 款高速攝像機(jī)M220，定位面向高速視覺領(lǐng)域中高端細(xì)分市場(chǎng)，具有小尺寸、大內(nèi)存、優(yōu)畫質(zhì)、高性能、新功能、多接口、抗沖擊等眾多特點(diǎn)。

       小塊頭，亦有大胸懷 ↓↓↓↓↓↓

       通過(guò)對(duì)電路、結(jié)構(gòu)、接口、外觀、防護(hù)等全面重構(gòu)，M220實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)尺寸72×72×75mm，僅相當(dāng)于一個(gè)紅富士蘋果的大小。在如此ji致尺寸下，成功集成了256GB超大存儲(chǔ)，為高速圖像采集提供近60s不間斷觀測(cè)，并具備關(guān)鍵數(shù)據(jù)不丟失的特點(diǎn)。

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       M220擁有更高質(zhì)量的優(yōu)彩畫質(zhì)，支持10Bit圖像存儲(chǔ)、導(dǎo)出并保存，更細(xì)致的描述圖像色彩。視頻輸出在保留原始數(shù)據(jù)情況下可選ISP色彩優(yōu)化功能模塊，內(nèi)嵌智能圖像優(yōu)化處理硬核，為相機(jī)裝上ding級(jí)“顯卡”，定格每一幀關(guān)鍵瞬間。

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       M220迷你高速攝像機(jī)在1920×1080全畫幅全分辨率下速度高達(dá)2,000幀每秒，支持動(dòng)態(tài)框選ROI功能，Z高采集速度可達(dá)10萬(wàn)幀每秒，數(shù)據(jù)吞吐能力超過(guò)4GB/s。

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       M220支持用于流場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)專屬的PIV功能，在高速采用前提下可保證相鄰幀間隔時(shí)間≤400ns！配合雙脈沖PIV激光器片光源，能輕松捕捉高速示蹤粒子湍流、渦流等運(yùn)動(dòng)行為。同時(shí)，M220內(nèi)置的EDR功能可針對(duì)高速采集過(guò)程中突發(fā)的過(guò)曝、曝光不足情況及時(shí)調(diào)整曝光時(shí)間，適用于火炮出膛、爆炸、火箭發(fā)射等亮度突變場(chǎng)景下的應(yīng)用研究。

       多接口，使用更便捷 ↓↓↓↓↓↓

       M220迷你高速攝像機(jī)提供各型豐富接口，如SDI、RS-422、授時(shí)等….其中設(shè)置專屬動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)區(qū)，通過(guò)SDI接口實(shí)時(shí)顯示圖像。RS-422、授時(shí)主要用于與系統(tǒng)云臺(tái)、其他電動(dòng)動(dòng)作機(jī)構(gòu)同步j(luò)ing準(zhǔn)通信，助力M220定位核心觀察部，便捷集成于小型經(jīng)緯儀、光電吊艙之中。

       抗沖擊，標(biāo)準(zhǔn)更嚴(yán)苛 ↓↓↓↓↓↓

       M220迷你高速攝像機(jī)全新架構(gòu)設(shè)計(jì)支持抗沖擊能力，按≥170G/10ms嚴(yán)苛標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，可直接用于汽車碰撞場(chǎng)景。

       ● 自動(dòng)化生產(chǎn)線工藝改進(jìn)、故障檢測(cè)，焊接研究

       ● 經(jīng)緯儀、光電吊艙等設(shè)備集成

       ● 微流控、生物科技等微觀領(lǐng)域研究（可搭配顯微鏡等使用）

M220目前已全面接受預(yù)訂......

       千眼狼高速焊接測(cè)量系統(tǒng)成功助力奇瑞新能源焊接實(shí)驗(yàn)室（MIG焊設(shè)備）工程師們成功觀測(cè)到熔滴過(guò)渡全過(guò)程，提高焊接穩(wěn)定性。

MIG焊及熔滴過(guò)渡形式簡(jiǎn)介

       MIG焊（melt insert-gas welding）熔化極惰性氣體保護(hù)焊與TIG焊（常見非熔化極）不同，MIG焊采用可熔化的焊絲作為電極，以連續(xù)送進(jìn)的焊絲與被焊工件之間燃燒的電弧作為熱源來(lái)熔化焊絲與母材金屬。焊絲不斷熔化以熔滴形式過(guò)渡到焊池中，與熔化的母材金屬熔合、冷凝后形成焊縫金屬。

       熔滴過(guò)渡是指在電弧熱作用下，焊條/絲端部的熔化金屬形成熔滴，受外力作用從焊條/絲端部脫離并過(guò)渡到熔池的全過(guò)程。熔滴過(guò)渡與焊接過(guò)程穩(wěn)定性、焊縫成形、飛濺大小等有直接關(guān)系，進(jìn)而影響焊接質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

       熔滴過(guò)渡按電流電壓參數(shù)的不同可分為：1短路過(guò)渡、2滴狀過(guò)渡、3噴射過(guò)渡。

       1、短路過(guò)渡是指焊條/絲端部的熔滴與熔池短路接觸，過(guò)熱和磁收縮的作用下使其爆斷過(guò)渡到熔池。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的短路過(guò)渡圖片

       2、滴狀過(guò)渡是當(dāng)電弧長(zhǎng)度超過(guò)一定值時(shí)，熔滴依靠表面張力作用可保持在焊條/絲端部自由長(zhǎng)大，當(dāng)促使熔滴下落的力（如重力，電磁力）大于表面張力時(shí)，熔滴就離開焊條/絲過(guò)渡到熔池。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的滴狀過(guò)渡圖片

       3、噴射過(guò)渡是指細(xì)小顆粒熔滴以噴射狀態(tài)快速通過(guò)電弧空間過(guò)渡到熔池。高速攝像機(jī)可助力應(yīng)用工程師們捕捉上述3種熔滴過(guò)渡的全過(guò)程。

千眼狼高速攝像機(jī)拍攝的噴射過(guò)渡圖片

實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝備：

       千眼狼高速相機(jī)5KF20一臺(tái)、激光光源一臺(tái)、濾光片一片、采集軟件與播放軟件各一套。

實(shí)驗(yàn)步驟：

       1.架設(shè)相機(jī)，安裝濾光片至相機(jī)CMOS圖像傳感器芯片前，安裝微距鏡頭；

       2.選擇焊接位置，激光光源光斑照射至拍攝位；

       3.調(diào)整相機(jī)拍攝角度，拍攝焊接位置，調(diào)節(jié)鏡頭，使成像清晰；

       4.設(shè)置采集軟件參數(shù)，進(jìn)入采集畫面；

       5.開始焊接，觸發(fā)保存，拍攝焊接過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)亮點(diǎn)

       通過(guò)激光光源與相應(yīng)波長(zhǎng)的濾光片搭配，并對(duì)相機(jī)曝光參數(shù)設(shè)置可過(guò)濾MIG焊焊接時(shí)的白色強(qiáng)光，便于仔細(xì)觀察熔滴滴落的程。通過(guò)二次開發(fā)，支持每一幀圖像對(duì)應(yīng)的焊接機(jī)實(shí)時(shí)電流、電壓值同步顯示在播放軟件上，為工程師們研究焊接穩(wěn)定、焊接質(zhì)量、提高生產(chǎn)效率提供有效幫助。

選用合適的高速攝像機(jī)—工程師對(duì)高速高清均衡型產(chǎn)品的需求

       焊接時(shí)熔滴形成到滴落過(guò)程通常可達(dá)10ms級(jí)，工程師們希望能對(duì)每個(gè)滴落過(guò)程進(jìn)行細(xì)微、有效視場(chǎng)的觀測(cè)，即需要5000 fps以上速度且具有較大視場(chǎng)的高速攝像機(jī)。千眼狼5KF20，擁有3000 fps@1920×1080的均衡參數(shù)，通過(guò)裁剪畫幅至1920×528分辨率下實(shí)測(cè)速度可達(dá)到5880 fps，針對(duì)每個(gè)關(guān)鍵的熔滴過(guò)程為應(yīng)用工程師們定格約50張圖片進(jìn)行分析。

      多相微流控系統(tǒng)是包含兩種及兩種以上流體或相態(tài)的微流控系統(tǒng)，其流道的典型尺度在納米到亞毫米量級(jí)。因其所需流體量少，熱質(zhì)傳輸響應(yīng)速率快，產(chǎn)生污染物少等優(yōu)點(diǎn)，被應(yīng)用于熱控、生物芯片、YL、化工、能源等各個(gè)領(lǐng)域。但因流體細(xì)小、速度快，存在研究時(shí)無(wú)法直接清晰觀測(cè)其流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和流體運(yùn)動(dòng)流速的痛點(diǎn)。

       中科院化學(xué)所喬燕教授研究多相微流體試驗(yàn)時(shí)，利用千眼狼高速攝像機(jī)與顯微鏡組合拍攝觀察微流體中液滴狀態(tài)及液體流速。此次試驗(yàn)將高速攝像機(jī)通過(guò)C口轉(zhuǎn)接環(huán)連接顯微鏡鏡頭上方，以10倍放大倍數(shù)清晰拍攝微流體控制過(guò)程，如圖1所示。

圖1 試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)

       高速攝像機(jī)可以每秒1000~10000幀的速度記錄，可拍攝整個(gè)流體流動(dòng)過(guò)程的動(dòng)態(tài)畫面，并能取得精確的微流體尺寸和速度信息。

       試驗(yàn)中通過(guò)千眼狼高速攝像分析系統(tǒng)慢放觀看微流體中液滴運(yùn)動(dòng)過(guò)程，如圖2所示，并分析得到微流體試驗(yàn)時(shí)液相油相不同配比流速時(shí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，包括液滴直徑，液滴數(shù)量等相關(guān)數(shù)據(jù)。

圖2 慢放幀畫面

       多相微流體系統(tǒng)研究對(duì)微流控技術(shù)發(fā)展非常關(guān)鍵。如何建立多相微流體系統(tǒng)相關(guān)研究基礎(chǔ)理論，解析其反應(yīng)過(guò)程與機(jī)制，實(shí)現(xiàn)對(duì)流體流動(dòng)及反應(yīng)的JZ調(diào)控，高速攝像機(jī)及測(cè)量技術(shù)可在此研究過(guò)程中發(fā)揮重要作用。

       千眼狼高速攝像機(jī)助力太原理工大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)復(fù)頻超聲加工單元異常振動(dòng)頻率的產(chǎn)生原因，改良加工單元中核心部件“自由質(zhì)量塊”的設(shè)計(jì)，提高此加工方法的精度與GX性。       

       智能電子產(chǎn)品消費(fèi)浪潮驅(qū)動(dòng)下，電子元器件的高度集成化、封裝模塊化是發(fā)展趨勢(shì)（見圖1），工程陶瓷憑借超高導(dǎo)熱性使其成為Z佳的散熱承載系統(tǒng)，針對(duì)具有硬脆特性的工程陶瓷鉆削加工技術(shù)的研究亦成為熱點(diǎn)課題。

圖1 多芯片封裝組件

       新型的復(fù)頻超聲加工技術(shù)雖然克服了傳統(tǒng)加工諸如激光、電火花、單頻超聲振動(dòng)等的一些如精度無(wú)法保障、磨損嚴(yán)重、成本太高等局限，但亦存在加工不穩(wěn)定等痛點(diǎn)。故需建立加工單元實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（詳見圖2），對(duì)其驅(qū)動(dòng)特性、裂紋產(chǎn)生的臨界條件研究，并對(duì)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)優(yōu)化。

       1.工件 2.工作臺(tái) 3.鉆桿 4.自由質(zhì)量塊 5.變幅桿 6.換能器 7.超聲波發(fā)生器.

圖2 復(fù)頻超聲加工單元實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)

       加工單元中核心部件——自由質(zhì)量塊（詳見圖3）起著儲(chǔ)存和傳遞能量的作用。通過(guò)自由質(zhì)量塊與變幅桿頂端的碰撞與沖擊，引入低頻大振幅振動(dòng)，傳遞能量給鉆桿底端，從而有效提高鉆桿輸出端的振幅。

圖3 自由質(zhì)量塊示意

        復(fù)頻超聲加工單元頻率即為單位時(shí)間內(nèi)自由質(zhì)量塊完成的完整碰撞運(yùn)動(dòng)的次數(shù)。在研究人員測(cè)定的頻譜圖中，主要低頻信號(hào)峰值附件的異常雜頻即為自由質(zhì)量塊異常運(yùn)動(dòng)造成，故研究人員采用了千眼狼X系列超高速攝像機(jī)X213（詳見圖）, 滿幅分辨率1280×1024，滿幅幀率13400 fps，實(shí)驗(yàn)裁剪畫幅至1280×128，速度匹配為120,000 fps，對(duì)高速碰撞運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的自由質(zhì)量塊的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行反復(fù)觀測(cè)、比對(duì)，詳見圖4、圖5：

圖4 自由質(zhì)量塊的正常運(yùn)動(dòng)圖像

圖5  自由質(zhì)量塊的異常運(yùn)動(dòng)圖像

       通過(guò)圖像對(duì)比發(fā)現(xiàn)，自由質(zhì)量塊的異常運(yùn)動(dòng)是由于碰撞運(yùn)動(dòng)過(guò)程中存在傾斜偏轉(zhuǎn)以及自由質(zhì)量塊的邊緣與上下碰撞表面不完全碰撞造成的（詳見圖5）。發(fā)現(xiàn)原因后研究人員對(duì)自由質(zhì)量塊的形狀進(jìn)行削邊處理（詳見圖6），成功消除了異常頻率，改善振動(dòng)效果，提高了復(fù)頻超聲加工的穩(wěn)定性。

 圖6 改進(jìn)后的自由質(zhì)量塊

       高端加工領(lǐng)域中，類似采用高速視覺技術(shù)對(duì)自由質(zhì)量塊高速碰撞運(yùn)動(dòng)周期進(jìn)行觀測(cè)，jing準(zhǔn)定位細(xì)小異常點(diǎn)從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)改良的應(yīng)用場(chǎng)景不勝枚舉，如半導(dǎo)體封測(cè)領(lǐng)域觀測(cè)吸頭每一次高速起、落，精密刀具的高速切削等等，千眼狼的研發(fā)團(tuán)隊(duì)將會(huì)持續(xù)跟蹤關(guān)注高端工業(yè)設(shè)備領(lǐng)域，打磨出更多專業(yè)好用的高速視覺.