PIV系統(tǒng)中高分辨率攝像機的應用
發(fā)布時間:2017-09-25 10:27:42點擊量:2845
目前,在PIV系統(tǒng)中,普遍采用的固體器件攝像機是CCD類型的,CCD攝像機是由電荷耦合元件組成的圖像探測器,它將景物通過物鏡成像在電荷感應光板(電荷耦合探測器)上,用感應光板上的感應電壓模擬景物的亮度變化。當景物各點的光強度全部落在光電耦合器的線性光感應區(qū)時,感應電壓正比于景物各點的亮度變化,這時感應信號的失真度最小。如果景物亮度過亮或過暗時,雖然人眼能分辨出景物的特征,但是圖像數(shù)據(jù)會出現(xiàn)極限飽和的情況,影響圖像處理結(jié)果的正確性。因此,在光源的選擇及亮度的調(diào)節(jié)上必須考慮光電耦合器的線性光感應區(qū),否則獲得的圖像會產(chǎn)生較小的信噪比。
由于CCD實現(xiàn)了光電轉(zhuǎn)換及掃描,因此其體積小,重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。目前,主要有普通型CCD、幀轉(zhuǎn)移型CCD和跨幀型CCD。普通型CCD只能采用單一的連續(xù)的采集模式,無法跟外部信號同步;幀轉(zhuǎn)移型CCD在CCD感光陣列中增加了相應的緩存,可以將感光的圖像信號臨時轉(zhuǎn)移到緩存中,提高了相機控制的靈活性,可以很好的與外部信號同步,跨幀型CCD相機沿用了幀轉(zhuǎn)移性的特點,由于緩存區(qū)靠近感光陣列,因此可以大大縮短幀轉(zhuǎn)移的時間,從幀轉(zhuǎn)移型的毫秒級縮短至微秒級甚至納秒級,使采用跨幀技術(shù)成為可能。所謂跨幀技術(shù)是指光源先后發(fā)出的兩束脈沖光分別跨在相機的兩次曝光過程中,這樣就可以盡可能縮短兩幅圖像間的時間間隔,從而提高PIV技術(shù)的可測速范圍。