[发明专利]用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学瞬态测试技术，更具体的说，本发明主要涉及一种用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法。

背景技术

时间标准是高速摄影中关键的技术指标，其精准度直接关系到高速摄影所拍摄的瞬态过程起始时刻是否准确，特别在爆轰物理研究领域中，关系到起爆时刻是否准确，对试验结果的判读起到了至关重要的作用。伴随着高速摄影技术的发展，特别是高速摄影技术与其他光电测试技术的联合诊断技术的应用越来越广泛，对高速摄影时间标准的需求越来越普遍，对时间标准的标定精度要求也越来越高。转镜式扫描相机是用于获取被起爆物某一截面上随时间变化的线阵扫描图像的高速摄影设备，其超高的时间分辨力是由相机上转镜的高速旋转获得的，由于机械结构原因，其自身转速不够稳定，时间漂移大,线阵图像随时间变化的空间扫描位置不完全满足线性关系，所以转镜式扫描相机需要通过时标信号来精确标定其线阵扫描图像空间位置与系统时间的对应关系。

目前在转镜式扫描相机高速摄影中标定时间标准信号主要使用的是传统的时标雷管产生时标信号的方法，其原理是在进行高速摄影时，使用同步触发器在固定时延的时刻触发时标雷管和被起爆装置，使二者同时起爆，时标雷管爆炸使其周围气体瞬间电离发出强光，高速摄影拍摄该瞬间的强光，通过读取强光出现在高速摄影扫描序列中的位置来标定起爆时刻，即将时标雷管发出的强光作为时标信号，其出现时刻作为时间标准进行标定。该时标信号标定方法从 信号获取方法到实现手段，都存在一些瑕疵，主要表现在以下几方面：一是时标雷管只能产生一次脉冲信号，只能标定出起爆时刻，不能进行扫描拍摄全过程的时间标定；二是雷管的起爆稳定性不佳，常导致时标信号丢失；三是该标定方法使用危险系数高的雷管作为时标，安全性差，操作危险；四是该标定方法由高压电信号引爆，对电磁环境要求较高，易受外界条件干扰；鉴于前述所提到的不足，发明一种安全、可靠、精度高、鲁棒性强的时标信号标定方法，弥补现有时标信号标定方法的缺陷，就显得格外重要。

发明内容

本发明的目的之一在于针对上述不足，提供一种用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法，以期望解决现有技术中雷管起爆的安全性差，起爆稳定性不佳且只能产生一次脉冲信号，常导致时标信号丢失且不能满足其它标定方法的多种时标信号需求等技术问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：

本发明所提供的一种用于转镜式扫描相机高速摄影的激光时标信号标定方法，所述的方法包括如下步骤：

步骤A、转镜式扫描相机启动并逐步达到所需转速，当转速稳定后达到扫描分辨力t，此时向时标信号发生器中的同步触发器发出触发信号；

步骤B、同步触发器在获取到转镜式扫描相机的触发信号后，在t₀时刻发出零时触发信号触发起爆装置，且同步触发器在t₀时刻后的固定时延t₁后触发激光时标信号发生器使其启动，起爆装置在t₀时刻后的固定时延t₂后起爆，激光时标信号发生器通过调制产生稳频脉冲激光并在t₀+t₁时刻后一个固定时延t₃后在漫反射靶上产生第一个脉冲信号光斑；所述t₂、t₃预先通过示波器标定出；

步骤C、漫反射靶上的第一个脉冲信号光斑在t₀+t₁+t₃时刻在转镜式扫描相机的视场内作为时标信号点亮，并且通过激光时标信号发生器产生一组周期为T，且脉冲持续时长为T_B的脉冲信号光序列，使脉冲信号光从t₀+t₁+t₃时刻起，转镜式扫描相机拍摄呈现出多段相互之间具有长度间隔，且各自具有长度的明亮线段，以此亮暗相间的脉冲信号光作为激光时标信号，每段亮线段对应的线阵扫描图像序列长度为脉冲持续时长T_B，每段暗线段对应的线阵扫描图像序列长度为T-T_B；