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高速攝像儀在燃燒學中的應(yīng)用

合肥中科君達視界技術(shù)股份有限公司 2020-12-14 10:12:49 406  瀏覽
  •        燃燒學在能源、、工業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,但因燃燒中速度過快、氣體燃燒無法觀測等痛點,成為該領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展的難題。發(fā)動機燃燒機理研究是構(gòu)成國家實力基礎(chǔ)和軍事戰(zhàn)略的核心技術(shù)之一。作為國產(chǎn)高速視覺測量儀器,千眼狼高速攝像儀在燃燒領(lǐng)域的研究中具有重要價值。


           上海交通大學學院科研老師在模擬發(fā)動機腔體燃燒試驗中,利用千眼狼高速攝像儀采集發(fā)動機腔體內(nèi)火焰點燃后持續(xù)燃燒再到暗淡的完整過程。


           試驗過程中,千眼狼技術(shù)工程師將5KF20高速攝像儀放置模擬發(fā)動機腔體正前方位置,完整采集到火焰從腔體內(nèi)右側(cè)被點燃后,持續(xù)往左側(cè)燃燒的整個過程,可以觀測到火焰是呈遞進的形式往左側(cè)行進。


           通過觀察測定腔體燃燒效率及點火、火焰穩(wěn)定性,研究燃燒過程的質(zhì)量平衡及能量平衡、燃燒室的工作過程和特性,提升發(fā)動機腔體燃燒的穩(wěn)定性。千眼狼高速攝像儀及專業(yè)測量分析技術(shù)能夠在燃燒學試驗中提供高速圖像采集及JZ測量技術(shù)支持。


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高速攝像儀在燃燒學中的應(yīng)用

       燃燒學在能源、、工業(yè)等領(lǐng)域中發(fā)揮著重要作用,但因燃燒中速度過快、氣體燃燒無法觀測等痛點,成為該領(lǐng)域科技創(chuàng)新發(fā)展的難題。發(fā)動機燃燒機理研究是構(gòu)成國家實力基礎(chǔ)和軍事戰(zhàn)略的核心技術(shù)之一。作為國產(chǎn)高速視覺測量儀器,千眼狼高速攝像儀在燃燒領(lǐng)域的研究中具有重要價值。


       上海交通大學學院科研老師在模擬發(fā)動機腔體燃燒試驗中,利用千眼狼高速攝像儀采集發(fā)動機腔體內(nèi)火焰點燃后持續(xù)燃燒再到暗淡的完整過程。


       試驗過程中,千眼狼技術(shù)工程師將5KF20高速攝像儀放置模擬發(fā)動機腔體正前方位置,完整采集到火焰從腔體內(nèi)右側(cè)被點燃后,持續(xù)往左側(cè)燃燒的整個過程,可以觀測到火焰是呈遞進的形式往左側(cè)行進。


       通過觀察測定腔體燃燒效率及點火、火焰穩(wěn)定性,研究燃燒過程的質(zhì)量平衡及能量平衡、燃燒室的工作過程和特性,提升發(fā)動機腔體燃燒的穩(wěn)定性。千眼狼高速攝像儀及專業(yè)測量分析技術(shù)能夠在燃燒學試驗中提供高速圖像采集及JZ測量技術(shù)支持。


2020-12-14 10:12:49 406 0
高速攝像儀在單晶硅表面池沸騰可視化測量分析中的應(yīng)用

1.高速攝像儀在材料中的應(yīng)用

單晶硅是一種活潑的非金屬元素晶體,廣泛應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電、供熱、能源存儲等。新材料技術(shù)的不斷進步,促使其向著極GX可用的趨勢發(fā)展。故對不同結(jié)構(gòu)的單晶硅表面池沸騰相變傳熱性能研究具有非常重要意義。 

華北電力大學能源動力與機械工程學院的科研團隊,利用千眼狼高速攝影測量分析技術(shù)對光滑、微坑、均勻微柱和槽型微柱四種不同單晶硅表面的沸騰現(xiàn)象進行了在線可視觀測試驗,獲得了各表面氣泡動力學演變過程及局部溫度演變規(guī)律,揭露了基于動力學過程的沸騰強化機理。

2.可視池沸騰實驗與可視化分析

科研人員設(shè)計搭建由方形沸騰池、溫控加熱系統(tǒng)、高速攝像及紅外熱成像系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)組成的實驗臺,可同時觀測沸騰動力學過程和溫度演變過程的可視化池沸騰,并利用涂覆導(dǎo)電膜的單晶硅作為沸騰基底表面,依次對光滑、微坑、微柱、槽型微柱四種試樣進行試驗(更多詳情請見《化工學報》2019年第70卷第4期)。

圖1 池沸騰實驗臺


實驗采用千眼狼高速攝像儀及紅外熱成像儀同步采集系統(tǒng)以從側(cè)壁進行高速圖像采集,以2320×1720的全高清分辨率,對不同結(jié)構(gòu)單晶硅表面的核態(tài)沸騰過程中氣泡運動過程及氣泡演變過程中局部溫度變化規(guī)律進行監(jiān)測分析。


1/2.氣泡動力學規(guī)律分析

圖2 氣泡動力學參數(shù)與有效熱通量的關(guān)系曲線


通過圖2可知,光滑表面在沸騰初期核化密度較穩(wěn)定,熱通量q″從沸騰起始點(59kW/ m2)到108.5kW/m2范圍內(nèi),脫離直徑隨有效熱通量增大而增大并達到極大值;繼續(xù)增大有效熱通量,脫離直徑開始減小直至2.1mm左右趨于穩(wěn)定。對于氣泡脫離時間而言,隨著有效熱通量增加脫離時間呈單調(diào)減小趨勢。

圖3 不同表面上沸騰氣泡高速圖片


如圖3可知,微坑表面為孤立氣泡的核化提供了穩(wěn)定的核化ZX,沸騰氣泡更易生成;同時其臨界脫離直徑較穩(wěn)定,隨有效熱通量變化在 2.15~2.4mm區(qū)域內(nèi)變化;而氣泡脫離時間隨有效熱通量增大而縮短,且短于同有效熱通量下的光滑表面的脫離時間,即實驗中微坑結(jié)構(gòu)不僅強化氣泡的核化,同時也強化了氣泡脫離。

微柱表面,熱通量(q″=35kW/m2)下即可觀察到氣化核心的產(chǎn)生;且受微結(jié)構(gòu)的影響,微柱陣列提供了氣泡核化ZX,同時氣泡生長引起微柱間隙的液體的微流動促進了氣泡的脫離,使得表面氣泡未發(fā)生合并即脫離,脫離時間縮短至幾毫秒。

槽型微柱表面,熱通量下(q″=40 kW/m2)氣泡優(yōu)先在槽道內(nèi)成核生長,且其脫離直徑較大;隨著有效熱通量的增大槽道和微柱間隙的氣泡都逐漸長大,且易發(fā)生氣泡合并形成較大氣泡。


2/2.局部溫度演變規(guī)律分析

試驗采用高速攝像儀及紅外熱成像儀同步采集系統(tǒng),觀察四種試樣表面單個孤立氣泡生長運動過程壁面溫度場演化規(guī)律。


圖4 光滑表面單個氣泡在周期內(nèi)的溫度演變規(guī)律


如圖4可知,光滑表面q″=89KW/m2時汽化核心處先形成一個氣泡雛形,隨相變的進行氣液交界面外擴,氣泡逐漸長大,同時氣泡ZX由于相變帶走熱量溫度降低。q″=130KW/m2時,核化氣泡迅速增大到ZD氣泡直徑,且底部薄液膜消失,在氣泡ZX形成干燒區(qū),且單氣泡周期明顯減小。

圖5 微結(jié)構(gòu)表面沸騰氣泡形成脫離過程


如圖5可知,300μm微坑表面在過熱度較高的微坑處氣泡初始核化,但受有限表面在界面處的溫度梯度以及界面附近的Maragoni微對流的影響,氣泡會出現(xiàn)從微坑向邊界移動的滑移現(xiàn)象,促進了上一代氣泡的快速脫離,從而增大了氣泡的脫離頻率。

微柱表面生成氣泡時,當t值不斷增加時,微柱間隙內(nèi)的微小核化點密集的區(qū)域上的氣泡不斷長大并合并成為大氣泡;當t=14ms時該氣泡脫離壁面,此脫離過程的時長僅為10ms數(shù)量級。在整個氣泡運動過程中,微柱的存在大大提高了壁面的溫度均勻性,YZ了由于氣泡干斑區(qū)內(nèi)溫度過高換熱不良而造成的沸騰惡化,因此微柱的存在可以有效地提高臨界有效熱通量。

槽型微柱表面氣泡的吸納合并作用發(fā)生在氣泡生成極短的時間內(nèi),槽內(nèi)氣泡來不及長大即被快速側(cè)吸到微柱區(qū)與大氣泡合并脫離;壁面溫度的均勻性也相應(yīng)提高。但槽道的寬度對壁面溫度的均勻性存在影響,寬度加大可以造成中間氣泡無法被 側(cè)吸,引起局部過熱。


3.結(jié)論

試驗結(jié)果表明單晶硅表面微結(jié)構(gòu)設(shè)計顯著降低了核化沸騰的起始過熱度,利用微結(jié)構(gòu)對槽道內(nèi)氣泡的側(cè)吸作用,可控制氣泡的快速匯聚、脫離以及沸騰氣泡的空間分布位置。通過高速攝像儀對采集的氣泡運動試驗過程進行分析,可掌握單晶硅表面微結(jié)構(gòu)氣泡動力學過程各階段換熱機理,可優(yōu)化單晶硅局部微結(jié)構(gòu)設(shè)計,為為新型材料研究帶來更可靠的應(yīng)用價值。

2021-01-28 10:32:58 529 0
千眼狼高速攝像機在激光焊接中的應(yīng)用

       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、自動化程度高、焊縫質(zhì)量高等特點,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。


       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),此次實驗主要研究激光焊接功率對焊接效果的影響,特邀千眼狼高速攝像機技術(shù)支持工程師用高速圖像觀測技術(shù),JZ觀測材料激光焊接熔池周邊和熔池ZX的熔融狀態(tài)。


       因激光焊接過程中亮度會過曝,普通相機無法拍攝到內(nèi)部熔池的狀態(tài),千眼狼高速攝像機可以采用特殊光源或特殊光路進行拍攝,來觀察熔池熔融狀態(tài)和熔池飛濺方向,如圖1。

圖1   拍攝現(xiàn)場

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

       第二次實驗激光焊接機功率提高至6000W,拍攝觀察熔池ZX迸濺的熔滴與飛濺方向。

上述實驗結(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。通過高速攝像機觀察分析焊接過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5F01

● 全幅ZD分辨率1280×1024,小畫幅最快可達128000FPS;

● 具備智能幀率、分辨率動態(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,支持多臺攝像機同步拍攝;

● 應(yīng)用于機械運動、燃燒、微流體微流控、結(jié)構(gòu)力學等領(lǐng)域研究。

2020-08-31 09:42:37 707 0
高速攝像機在微流控技術(shù)中的應(yīng)用

      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。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,被應(yīng)用于熱控、生物芯片、YL、化工、能源等各個領(lǐng)域。但因流體細小、速度快,存在研究時無法直接清晰觀測其流體運動狀態(tài)和流體運動流速的痛點。


       中科院化學所喬燕教授研究多相微流體試驗時,利用千眼狼高速攝像機與顯微鏡組合拍攝觀察微流體中液滴狀態(tài)及液體流速。此次試驗將高速攝像機通過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程,如圖1所示。

圖1 試驗現(xiàn)場

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

       試驗中通過千眼狼高速攝像分析系統(tǒng)慢放觀看微流體中液滴運動過程,如圖2所示,并分析得到微流體試驗時液相油相不同配比流速時的實驗數(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)過程與機制,實現(xiàn)對流體流動及反應(yīng)的JZ調(diào)控,高速攝像機及測量技術(shù)可在此研究過程中發(fā)揮重要作用。


2020-09-15 10:53:49 412 0
TH2840在高速測試領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著電子信息技術(shù)發(fā)展的日新月異,人們對電子測量技術(shù)及儀器的重視力度也得到了明顯提升。很多業(yè)內(nèi)人士更因電子測量技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域廣、高、深等特點,對測試速度也提出了更高的要求,高速測試逐漸成為電子專業(yè)測量的主要實現(xiàn)方式。

TH2840系列測試速度高達0.56ms(1800次/秒)(>10kHz),能夠超高效幫助客戶提高測試準確性,分析故障的原因,是目前同惠電子在高速測試中的佼佼者,也在國內(nèi)乃至國際測試無源器件和高頻變壓器行業(yè)中名列前茅。

TH2840系列由于創(chuàng)新性地采用了雙CPU架構(gòu),測試和顯示由兩個系統(tǒng)分開獨立完成,在保證正常顯示的情況下,測試速度最快可達0.56ms/次,即每秒鐘可進行1800次測試。TH2840系列支持高頻變壓器測試的型號為TH2840X,最多支持6塊內(nèi)置掃描版、擴展至288PIN腳。

那么,如此高效的測試速度可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域呢?今天我們將通過幾個案例來講解TH2840系列的廣泛應(yīng)用。

一、網(wǎng)絡(luò)變壓器的掃描測試

TH2840X擁有10.1寸電容式觸摸屏,所有設(shè)置參數(shù)一目了然,并且采用圖形化腳位關(guān)聯(lián)的設(shè)計,帶給您前所未有的便捷測試體驗。

TH2840系列最突出的性能特點,就在于其業(yè)界領(lǐng)先的測試速度,以12Port網(wǎng)絡(luò)變壓器為例,測量速度由上代旗艦機型TH2829X的18S縮短到5.9S,整整提高了3倍效率,測試腳位也由最高192PIN提高到了288PIN。

二、電子元器件的瞬態(tài)測試和分析

基于電容式傳感器的發(fā)展,通過采集和分析電容的瞬間變化數(shù)據(jù),可以計算出受力的大小和變化,例如,手指觸摸到電容式觸摸屏到離開觸摸屏的短暫過程,電容容值瞬間的曲線變化,反映了屏幕受力的細微變化。由于TH2840系列具有高達每秒鐘1800次的測試速度,可以精確到ms級別畫出電容變化的曲線。

在電子皮膚領(lǐng)域中,一些以往只能由皮膚感受到的定性數(shù)據(jù),例如硬度、力度等,如今已經(jīng)可以用定量的方式表達出來。通過使用模仿人體末梢神經(jīng)的電子傳感器,電子皮膚可以幫助機器人敏感獲知環(huán)境信息。將TH2840與電子皮膚一起集成到機械手或機器人表面,通過觸覺感知及觸覺信息采集實現(xiàn)機器人的觸覺感知能力。在某高校的電子皮膚科研項目中,TH2840系列以0.56ms/次的采樣頻率完美勝任了該測試任務(wù)。

三、測量容性器件C-V特性的響應(yīng)時間

在電子元器件的實際應(yīng)用中,我們經(jīng)常需要給被測件加偏壓來模擬元器件在不同環(huán)境下的表現(xiàn),增加偏壓后的響應(yīng)時間Th也是該元件的重要參數(shù)之一。

如上圖,給某個電容施加20V直流偏置電壓時,電容值會從初始值C0開始增加,經(jīng)過一段時間后最終穩(wěn)定在C1,從C0到C1所消耗的時間即為響應(yīng)時間Th。由于器件被施加偏壓后的瞬態(tài)變化非???,需要測試儀器的采樣時間小于1ms(即1000次/s),才能得到精確的響應(yīng)特性曲線。TH2840系列不僅可以達到0.56ms的最高采樣速度,同時又能保證測試參數(shù)的高精度,并且自帶±40V偏壓,支持多通道測試,是高速測試的不二選擇。

以上內(nèi)容由安泰測試Agitek為您分享,安泰測試作為國內(nèi)專業(yè)測試儀器綜合服務(wù)服務(wù)平臺,為客戶提供豐富的測試產(chǎn)品選擇、完整的系統(tǒng)測試解決方案、全面的技術(shù)支持和售后等一站式服務(wù),幫助客戶更好的解決測試問題。https://www.agitek.cn/cp/1230.html


2023-01-06 10:52:11 210 0
高速攝像機要如何做好維護保養(yǎng)

       高速攝像機能以超過每秒250幀的幀速率捕獲運動圖像,廣泛應(yīng)用于彈道分析、燃燒研究、爆炸測試、動態(tài)破壞、飛行試驗、體育運動等領(lǐng)域。

       在高速攝像機日常使用中難免會有損耗,但是還需做好日常的維護保養(yǎng)工作,以延長高速攝像機的功能和壽命。高速攝像機日常維護保養(yǎng)有哪些?

高速攝像機日常維護保養(yǎng)

       1.高速攝像機光學鏡頭應(yīng)該輕拿輕放,避免碰撞;使用后應(yīng)及時使用清潔布或?qū)S们鍧崉┎潦酶蓛?,及時蓋上鏡頭蓋,保證畫面清晰度;

       2.高速攝像機應(yīng)密封完好,存放在溫度適宜的地方(10-25℃),溫度太高容易滋生霉菌;存放區(qū)域還應(yīng)適當通通風,定期進行干燥處理;

       3.在秋冬天室外使用高速攝像機后,一定要采取緩慢的升溫或降溫措施,以免攝像機應(yīng)溫差太大而生霧;

       4.高速攝像機和光學鏡頭不能和酸堿物質(zhì)存放在一起。


2020-04-23 10:52:57 613 0
微區(qū)表面分析技術(shù)(XPS)在摩擦學研究中的應(yīng)用

摩擦學研究是關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展的重要學科之一,在解決國家重大工程和裝備關(guān)鍵問題中發(fā)揮著重要作用。全國青年摩擦學學術(shù)會議聚焦摩擦學領(lǐng)域的前沿動態(tài)和科研成果,開展摩擦學領(lǐng)域Z新的學術(shù)交流工作。本次會議將采用網(wǎng)絡(luò)視頻會議的方式舉行,分為大會主旨報告和分會場報告,特設(shè)編輯時刻,邀請國內(nèi)外知名學者、專家、編輯,交流Z新工作動態(tài),了解國內(nèi)摩擦學領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊,促進科研交流與深入合作,推進摩擦學科學、工程與技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展。

PHI CHINA鞠煥鑫博士應(yīng)邀參加“2020年全國青年摩擦學學術(shù)會議”,在6月3日上午10:55-11:10為大家講解了微區(qū)表面分析技術(shù)(XPS)在摩擦學研究中的應(yīng)用。

讓我們一起回顧一下鞠煥鑫博士報告的ZD吧!

欲了解更多或?qū)Ρ砻娣治龈信d趣的,請掃描下方二維碼,讓PHI小助手拉您進群,一起討論學習吧!

2020-06-03 14:24:18 489 0
高速攝像機在工程陶瓷復(fù)頻超聲加工技術(shù)研究中的應(yīng)用

       千眼狼高速攝像機助力太原理工大學科研團隊研究發(fā)現(xiàn)復(fù)頻超聲加工單元異常振動頻率的產(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,提高此加工方法的精度與GX性。       

       智能電子產(chǎn)品消費浪潮驅(qū)動下,電子元器件的高度集成化、封裝模塊化是發(fā)展趨勢(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、單頻超聲振動等的一些如精度無法保障、磨損嚴重、成本太高等局限,但亦存在加工不穩(wěn)定等痛點。故需建立加工單元實驗系統(tǒng)(詳見圖2),對其驅(qū)動特性、裂紋產(chǎn)生的臨界條件研究,并對關(guān)鍵部件設(shè)計優(yōu)化。

       1.工件 2.工作臺 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)頻超聲加工單元實驗系統(tǒng)

       加工單元中核心部件——自由質(zhì)量塊(詳見圖3)起著儲存和傳遞能量的作用。通過自由質(zhì)量塊與變幅桿頂端的碰撞與沖擊,引入低頻大振幅振動,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間內(nèi)自由質(zhì)量塊完成的完整碰撞運動的次數(shù)。在研究人員測定的頻譜圖中,主要低頻信號峰值附件的異常雜頻即為自由質(zhì)量塊異常運動造成,故研究人員采用了千眼狼X系列超高速攝像機X213(詳見圖), 滿幅分辨率1280×1024,滿幅幀率13400 fps,實驗裁剪畫幅至1280×128,速度匹配為120,000 fps,對高速碰撞運動狀態(tài)下的自由質(zhì)量塊的運動過程進行反復(fù)觀測、比對,詳見圖4、圖5:

圖4 自由質(zhì)量塊的正常運動圖像

圖5  自由質(zhì)量塊的異常運動圖像

       通過圖像對比發(fā)現(xiàn),自由質(zhì)量塊的異常運動是由于碰撞運動過程中存在傾斜偏轉(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)原因后研究人員對自由質(zhì)量塊的形狀進行削邊處理(詳見圖6),成功消除了異常頻率,改善振動效果,提高了復(fù)頻超聲加工的穩(wěn)定性。

 圖6 改進后的自由質(zhì)量塊

       高端加工領(lǐng)域中,類似采用高速視覺技術(shù)對自由質(zhì)量塊高速碰撞運動周期進行觀測,jing準定位細小異常點從而實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計改良的應(yīng)用場景不勝枚舉,如半導(dǎo)體封測領(lǐng)域觀測吸頭每一次高速起、落,精密刀具的高速切削等等,千眼狼的研發(fā)團隊將會持續(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.



2020-04-20 09:03:24 354 0
應(yīng)力儀在藍寶石晶體體檢測中的應(yīng)用
 
2011-11-23 02:21:30 552 1
案例分享 |高速視覺測量系統(tǒng)在新型非充氣輪胎研發(fā)中的應(yīng)用

       新型非充氣輪胎(見圖1)的正向研發(fā)中,科學優(yōu)化材料(樹脂、橡膠等)配比,提升輪胎力學性能,提高車輛高速行駛中的可靠性、舒適性、燃油經(jīng)濟性是提升產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。因此,針對“不同轉(zhuǎn)速下及沖擊載荷下輪胎形變量化分析”的研究成為新興熱點課題。

圖1 非充氣輪胎示意圖

       傳統(tǒng)應(yīng)變片(見圖2)接觸式測量法,客觀存在無法采集速度太快的對象,無法安裝布線(輪胎條幅過細,僅1~3mm),無法實現(xiàn)高精度測量等痛點。

圖2 常見電阻應(yīng)變片

       千眼狼專為應(yīng)變場領(lǐng)域研發(fā)的非接觸高速視覺測量系統(tǒng)(見圖3)具有無需布線、高速采集,多點測量,支持單目二維、雙目三維測量等優(yōu)勢,通過追蹤物體表面的散斑圖像或特征標記點,實現(xiàn)形變過程中物體表面的三維坐標、位移及應(yīng)變的動態(tài)測量,亦可計算標記點的位移、分析距離夾角、彈性模具、泊松比等專業(yè)數(shù)據(jù),同時支持與載荷儀通信,直觀顯示載荷與應(yīng)變形態(tài)的對應(yīng)關(guān)系。

圖3 千眼狼應(yīng)變場測量系統(tǒng)

       近期在國內(nèi)某知名輪胎廠商進行的一項實驗研究中,科研人員采用千眼狼應(yīng)變場測量系統(tǒng)研究了非充氣輪胎在不同轉(zhuǎn)速下,其內(nèi)部支撐結(jié)構(gòu)具體的形變量。

圖4 實驗現(xiàn)場

實驗裝置

       1. 里程機

       2.千眼狼高速攝像機5KF20

       3. 90mm定焦鏡頭、50mm變焦鏡頭

       4. 100W雙頭LED補光燈

       5. DIC專業(yè)分析軟件

       6. 筆記本電腦1臺

實驗過程

       1. 架設(shè)相機,使相機與輪胎被拍攝部位正交拍攝,保持水平,在拍攝部位粘貼標記點,并利用標記筆繪制散斑;

       2. 快速標定,畫面放置鋼尺,拍攝靜態(tài)圖片進行二維標定;

       3. 里程機啟動,模擬不同轉(zhuǎn)速(Z大轉(zhuǎn)速180KM/h);

       4. 采用千眼狼圖像采集軟件抓取圖像(見圖5),采集速度3000 fps,支持180KM/h轉(zhuǎn)速下Z大4度/幀的抓取頻率;

圖5 整體轉(zhuǎn)動下的非轉(zhuǎn)動輪胎

       5. 將不同時間戳對應(yīng)的采集圖像導(dǎo)至DIC分析軟件中進行處理,擬合出整體轉(zhuǎn)動標記點分析與局部散斑分析曲線(見圖6、圖7)。

圖6 整體標記點分析曲線 

圖7 局部散斑分析 

       取得各實驗條件(不同轉(zhuǎn)速)下分析曲線、散斑圖后,科研人員會建立既有輪胎材料配比模式下的位移、形變量數(shù)據(jù)庫,再調(diào)整配比,進行若干次同類型實驗。同時結(jié)合其他重要的撞擊實驗、滾阻實驗的形變量數(shù)據(jù),運用專業(yè)數(shù)理模型,找出理論Z優(yōu)曲線,繼而反向推出Z佳的樹脂、橡膠材料配比,助力新型輪胎的研發(fā)定型。


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