научно-производственное предприятие
Принцип работы камер с ЭОП
Принцип работы электронно-оптического модуля в режиме однокадровой съемки быстропротекающего процесса основан на импульсном управлении (стробировании) электронно-оптического преобразователя ЭОП, синхронном считывании полученного импульсного изображения с его экрана ПЗС камерой и записи оцифрованного кадра в память компьютера в формате*tiff. Временные и энергетические параметры ЭОК устанавливаются дистанционно с компьютера. Всем процессом установки параметров ЭОК, процесса записи, и ввода данных об изображении в память компьютера осуществляется с помощью программного обеспечения НАНОГЕЙТ.
Рис.1 Упрощенная типичная структурная схема электронно-оптической камеры(ЭОК)
с управляющим компьютером.
Принцип работы электронно-оптического модуля в режиме однокадровой съемки быстропротекающего процесса основан на импульсном управлении(стробировании) электронно-оптического преобразователя(ЭОП), синхронном считывании полученного импульсного изображения с его экрана ПЗС камерой и записи оцифрованного кадра в память компьютера в формате*tiff.
Временные и энергетические параметры ЭОК устанавливаются дистанционно с помощью программного обеспечения НАНОГЕЙТ.
После включения камеры и запуска программы управления НАНОГЕЙТ компьютера, производится установка параметров электронно-оптического канала(длительности затвора ЭОП, задержки его срабатывания, коэффициента усиления ЭОП). Регистрируемое изображение через входной объектив фокусируется на фотокатоде электронно-оптического модуля. В момент прихода пускового импульса(ПУСК) через установленное время задержки(Блок«Регулируемая задержка и затвор») открывается затвор ЭОП на время, так же установленное при подготовке эксперимента.
Временные и энергетические параметры ЭОК устанавливаются дистанционно с помощью программного обеспечения НАНОГЕЙТ.
Одновременно формируется импульс, переводящий ПЗС матрицу в режим накопления. Прошедшие через затвор электроны усиливаются в микроканальной пластине(МКП) ЭОП, коэффициент усиления которой определяется приложенным к ней напряжением. Через проекционный объектив или волоконно-оптический переходник– фокон(зависит от типа ЭОК) импульсное, усиленное изображение с экрана ЭОП переносится на фоточувствительную поверхность ПЗС матрицы. Накопленные в ячейках заряды считываются, преобразуются в цифровой код и передаются через одномодовый волоконно-оптический кабель на разъем оптического трансивера, который
преобразует оптические сигналы в электрические и через кабельUSB-2 передает их наUSB вход компьютера.
В последние годы были разработаны ЭОК, которые обеспечили получение двух последовательных кадров с одной ЭОК. Временной интервал между первым и вторым кадром может быть установлен в диапазоне от2 до100 мкс.
Программные и схемотехнические решения, примененные в ЭОК, позволяют создавать на их основе многокамерные комплексы под управлением с одного компьютера. Виртуальная панель управления на экране монитора дает возможность установить параметры для каждой подключенной к компьютеру. При поступлении на входы всех ЭОК пускового сигнала, каждая из камер откроет ЭОП в соответствии с индивидуальными значениями времени задержки и длительности экспозиции. Принцип скоростной видеорегистрации: одна камера – один кадр. Количество подключаемых камер к одному компьютеру может быть произвольным от одной до девяти(проверено) или больше(требует проведения тестовых испытаний). Восьмиканальная камера с одним входным объективом, зеркально линзовой системой разделения изображения на восемь электронно-оптических каналов (восемь ЭОП с ПЗС-камерами), аналогичные по структуре, показанной на рис. 1.
Рис. 2 Упрощённая схема многоканальной камеры
Пространственно-временные параметры электронно-оптических каналов тождественны аналогичным параметрам ЭОК.
Отдельное направление- создание сверх помехоустойчивых электронно-оптических камер, предназначенных для регистрации изображений быстропротекающих процессов в условиях мощных импульсных электромагнитных помех. Встроенные в корпус ЭОК первичные источники питания различных типов, защищенные пусковые цепи, волоконная связь с компьютером и разработка специальных корпусов, которые являются надежным экраном для внутренних цепей камеры– вот перечень методов и средств, позволившие решить поставленную задачу.
Сверх помехоустойчивые электронно-оптические камеры успешно прошли испытания на имитаторе импульсных помех. Все разработанные в последние годы ЭОК могут быть доработаны до сверх помехоустойчивого варианта. В настоящее время данные камеры не имеют аналогов ни в России, ни за рубежом. В2011 году на выставке «SIMEXPO-2011»одна из подобных камер, СПУ-1 выиграла конкурс «Научный прибор года»в номинации «За разработку и создание нового поколения научного оборудования».
Разработкапоставка и ввод в эксплуатацию программно-аппаратных комплексов НАНОГЕЙТ
|
