PIV系統中高分辨率攝像機的應用
發布時間:2017-09-25 10:27:42點擊量:2733
目前,在PIV系統中,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,但是圖像數據會出現極限飽和的情況,影響圖像處理結果的正確性。因此,在光源的選擇及亮度的調節上必須考慮光電耦合器的線性光感應區,否則獲得的圖像會產生較小的信噪比。
由于CCD實現了光電轉換及掃描,因此其體積小,重量輕、結構緊湊。目前,主要有普通型CCD、幀轉移型CCD和跨幀型CCD。普通型CCD只能采用單一的連續的采集模式,無法跟外部信號同步;幀轉移型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相機沿用了幀轉移性的特點,由于緩存區靠近感光陣列,因此可以大大縮短幀轉移的時間,從幀轉移型的毫秒級縮短至微秒級甚至納秒級,使采用跨幀技術成為可能。所謂跨幀技術是指光源先后發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技術的可測速范圍。