[发明专利]一种适用于高速摄影图像与传感器信号的时序控制和记录装置

说明书

本发明涉及适用于高速摄影图像与传感器信号的时序控制和记录装置，包括信号采集单元和摄影仪，其中，还包括：时序处理单元，用于输出信号采集单元和摄影仪的同步触发电平信号，来同步触发摄影仪的启停记录以及信号采集单元的信号采集；脉冲发生器，用于将时序处理单元输出的同步触发电平信号转换为两个脉冲信号，其中，摄像仪接收到脉冲信号时，交替启动拍摄和停止拍摄。本发明提供了一种在液体测量方面用于摄影仪采集与传感器测量的基于可编程时序的触发和记录装置，能自动将摄像仪拍摄的图像信号和信号采集单元采集的数字信号在时间轴上匹配起来，以实现流动特征与参数的整体分析。

技术领域

本发明属于流体观测领域，具体涉及一种适用于高速摄影图像与传感器信号的时序控制和记录装置。

背景技术

高速摄影技术是一种广泛用于高速运动的实验观察方法。对于瞬态变化的运动，高速摄影能够以很高的频率对动态变化过程进行拍摄和记录，其记录的图像可直观反映高速瞬态变化过程的变化趋势，为研究高速运动机理和规律提供可靠数据。在流体领域，有大量流动属于非定常流场或瞬态流动，例如湍流、流体的流速、流场、气泡、沸腾、两相流等。在对这些流动特征的观察和分析中，高速摄影技术起到了不可替代的作用。

大多数情况下，对瞬态流动的综合研究还包括对流动的流场参数、动力学特征等的测量，这部分一般由传感器采集实现。但是高速摄影仪一般通过手动触发或者软件动作触发。另外，由高速摄影的原理可知，高速摄影通常只能进行较短时间的拍摄。因此，高速摄影仪的拍摄一般只记录整个流动中少部分需要观察的区间。这些原因导致在瞬态流动的特征分析中，图像信号的分析与传感器测量分析往往是独立进行的，对流动的整体特征、图像与流场特征的关系很难建立起来。

因此，现有的流体观测方法和装置存在缺陷，还需要改进。

发明内容

本发明之目的是提供一种在流体测量方面用于摄影仪采集与传感器测量的基于可编程时序的触发和记录装置，以实现流动特征与参数的整体分析。

由此，本发明提供了一种高速摄影图像与传感器信号的时序触发和记录装置，包括信号采集单元和摄影仪，其中，还包括：时序处理单元，用于输出信号采集单元和摄影仪的同步触发电平信号，来同步触发摄影仪的启停记录以及信号采集单元的信号采集；脉冲发生器，用于将时序处理单元输出的同步触发电平信号转换为两个脉冲信号，其中，摄影仪接收到脉冲信号时，交替启动拍摄和停止拍摄。

作为优选方式，时序处理单元包括：输入模块，用于接收控制时序；存储单元，用于存储控制时序；高频时钟，用于计时；延时计数器，用于根据高频时钟的时间和控制时序来计算触信号采集单元的采集和所述摄影仪的拍摄的触发时间；控制单元，用于根据信号采集单元的采集和所述摄影仪的拍摄的触发时间，来生成同步触发电平信号；输出模块，用于输出同步触发电平信号，以触发摄影仪的启停记录以及信号采集单元的信号采集，其中，电平信号的初始态为低电平，当时序触发开启后变为高电平，再次关闭时复位为低电平。

作为优选方式，脉冲发生器包括：反相器，用于接收同步触发电平信号，以输出时钟震荡信号；非门电路，用于将A路的电平信号转换为同向的B路电平信号和反向的C路电平信号；第一单稳态电路，用于接收时钟震荡信号和B路电平信号，以及输出触发摄影仪开启拍摄的触发电平信号，其中，第一单稳态电路在时钟震荡信号和B路电平信号的触发下，第一单稳态电路从稳态翻转到暂态，并且经过一段时间后，又会自动返回到稳态；第二单稳态电路，用于接收时钟震荡信号和C路电平信号，用于接收时钟震荡信号和C路电平信号，以及输出触发摄影仪停止拍摄的触发电平信号，其中，第二单稳态电路在时钟震荡信号和C路电平信号的触发下，第二单稳态电路从稳态翻转到暂态，并且经过一段时间后，又会自动返回到稳态；或门电路，用于合成第一单稳态电路和第二单稳态电路输出的触发电平信号，以分别输出开始拍摄和停止拍摄的脉冲信号，来触发摄影仪的启停记录。