一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置，该装置应用于等离子体光电信息采集系统，该系统包括激励源、等离子体反应器、任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置、高压探头、高速摄像机；触发装置包括电磁干扰最小化处理单元、抗干扰滞回控制单元、全封闭电磁屏蔽单元。激励源释放脉冲激励作用于等离子体反应器击穿放电；高压探头探测放电的脉冲电压信号并传输进兼容式脉冲触发系统；兼容式脉冲触发系统对接收的放电电压信号进行差分抗干扰和滞回处理后得到的干净的电压信号；将处理后的放电信号传输至高速摄像机用于触发高速摄像机在相应的时刻拍摄；本装置简单，高活性，高精确性，高抗干扰性，具有较好的经济性，可实用性。可实用性。可实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置


[0001]本专利技术涉及等离子
，具体涉及一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置

技术介绍

[0002]在对等离子体放电过程的信息采集中，其放电过程的不同阶段的时间量级为纳秒和微秒级别，故需要选用高速摄像机来记录其时空信息。同时等离子体产生的过程中同时也会产生高频噪声和电磁干扰，与此同时激励源本身也是一个干扰源，为了解决上述高频噪声干扰问题，并能够获得不失真的高速摄像机同步触发信号，以及能够应对不同的激励源激励下高速摄像机能够捕捉到精确的光电信息，我们需要针对等离子体放电领域的光电信息采集做出建设性的工程应用方案。
[0003]目前，针对高动态图像同步跟踪捕捉技术，人们在不同的应用领域提出并使用了多种方法进行处理：(1)远程控制类的高速摄像机同步触发技术；通过以太网传给触发信号接收器完成多台高速摄像机的远程同步触发。该触发方法会将触发系统集成进相机内部，或者其他通信部件的内部，只能应用于同型号的单一配套设备中，匹配目标单一，且针对性强。在延时方面也存在一定的局限性，且应用于对动态时间量级不要严格的应用场景如抽油机井的紧急报警。(2)工业化制造类的高速摄像机同步触发技术；需要额外的触发设备例如高昂价格的同步触发示波器，高分辨率的信号发生器，和高难度技术方法如光电倍增管或者光子探测技术取采集触发信号去触发相机的快门。因此现有技术中高动态图像同步跟踪捕捉技术不能够满足多场景等离子体放电过程的信息采集。
[0004]研究不同电极在不同的激励源的激励作用下的，获得电极放电由起始到结束的完整过程，电极的放电过程会因为激励源的激励参数和性能在时间参数上拥有严格的控制要求，需要用到高速摄像机对其放电过程逐帧记录。而高速摄像机能够捕获高速运转的物理现象的瞬时状态或全部历程，记录大量而准确的时空信息，为研究放电等离子体的产生机理和运动规律提供可靠的依据。由于激励源的形式多种多样，且激励时间同样各有千秋，而现市场上针对于高速摄像机的触发装置，大多因摄像机或者激励源本身原因一对一契合才能使触发，才能拥有较低的延时以及输出精确良好的脉冲波形，故技术参数较为繁琐。因而针对于不同激励源需要高兼容性且方法简单的触发方法能够识别并产生相应要求的脉冲触发信号。
[0005]因此，本专利技术可以针对等离子体放电
的需求，结合高速摄像机在光电物理信息采集上的优势，设计了一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置。

技术实现思路

[0006]1.所要解决的技术问题：
[0007]针对上述技术问题，本专利技术提供一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置；本装置应用于高噪声，高电磁干扰等复杂应用场景下的一种针对各种高频激励源激励等离
子体放电同时触发高速摄像机拍摄的高兼容式同步触发方法及其实现装置，本方法简单，高活性，高精确性，高抗干扰性，具有较好的经济性，可实用性。
[0008]2.技术方案：
[0009]一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置，应用于等离子体光电信息采集系统，该系统包括激励源、等离子体反应器、任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置、高压探头、高速摄像机，其特征在于：所述任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置包括电磁干扰最小化处理单元、抗干扰滞回控制单元、全封闭电磁屏蔽单元；
[0010]所述激励源为高频激励源，释放脉冲激励作用于等离子体反应器；等离子放电反应器在高频激励源的作用下击穿放电；高压探头探测放电起始到结束过程的等离子放电反应器的脉冲电压信号，将探测到的信号传输进兼容式脉冲触发系统；兼容式脉冲触发系统对接收的放电电压信号进行差分抗干扰和滞回处理后得到的干净的电压信号；将处理后的放电信号传输至高速摄像机用于触发高速摄像机在相应的时刻拍摄；
[0011]所述兼容式触发系统包括电磁干扰最小化处理单元、抗干扰滞回控制单元、全封闭电磁屏蔽单元；所述电磁干扰最小化处理单元将接收自高压探头探测的等离子反应器的放电电压信号后进行电磁干扰最小化处理后生成第一信号；第一信号传输入抗干扰滞回控制单元后经过正反馈触发基准滞回调节后生成第二信号；第一信号和第二次信号被全封闭电磁屏蔽单元包裹，在进行第一信号处理和第二信号处理的过程隔绝外部其他的干扰。
[0012]进一步地，述电磁干扰最小化处理单元包括电阻R1、R2、R5、R6，高速比较器U1；参考电压Vref连接至电阻R2后连接至高速比较器U1的V
‑
端口；所述高速比较器U1的V+端口与V
‑
端口分别串联电阻R6、R5后接地；所述高速比较器U1的Vcc端口连接两个并联的电容后接地；等离子放电电压信号Vin连接至电阻R1后连接至高速比较器U1的V+端口。
[0013]进一步地，所述抗干扰滞回控制单元包括电阻R1、R3、R7；等离子放电电压信号Vin连接至电阻R1后连接至高速比较器U1的V+端口；所述高速比较器U1的V+端口与输出端口之间串联电阻R3；所述高速比较器U1的V+端口串联R7后接地。
[0014]进一步地，还包括信号限幅单元；所述信号限幅单元包括电阻R4以及双向稳压管；所述双向稳压管与电阻R4并联后，一端连接至高速比较器U1的输出端，另一端接地。
[0015]进一步地，所述全封闭电磁屏蔽单元包括全铝合金外壳
[0016]进一步地，所述高速比较器U1的输入端V+和V
‑
的路径长度相等，即Vin
‑
R1
‑
R6
‑
GND路径的长度和Vref
‑
R2
‑
R5
‑
GND路径的长度相等，且满足R1+R6＝R2+R5的关系。
[0017]3.有益效果：
[0018](1)本申请提出方案采用商业化成品的高压探头实现可移动式的外部触发，采集的等离子放电电压信号进行信号处理，能够在电极击穿的瞬间识别各种电压信号并转换成高速摄像机所需要的触发信号，并同时对放电时刻逐帧拍摄。该出发方案无需集成进任何装置之中，可独立成为一个单元，可匹配不同的激励目标，拥有较高的灵活性，做到了高目标兼容性。
[0019](2)本申请的电磁干扰最小化处理单元保证信号能够以差分等长对称的形式传输信号，而差分线路径等长是保证两条线路中的寄生参数相等、差分信号和共模干扰相位一致，进行差分运算实现滤除大部分共模干扰的前提条件。
[0020](3)本方案中实现最小化信号布局形式,实现整个电路的阻抗匹配一致，信号由源
到路径再到比较器输入的阻抗再到对地的流通路径极致的紧密排布于输入端口，通过接地层提供理想的电流流动路径，将寄生阻抗对电路板的影响降至最低。在接地层上有信号迹线时，在高频下(接地层中)的回流正好在信号迹线下方流动，将反射信号和实际信号分层流通同时可以降低整个电路的传播延迟。
[0021](4)本方案中的抗干扰滞回控制单元利用抗干扰正反馈的形式，对一次处理的信号还有杂散的干扰时通过降低总滞回信号电位VT2，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置，应用于等离子体光电信息采集系统，该系统包括激励源、等离子体反应器、任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置、高压探头、高速摄像机，其特征在于：所述任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置包括电磁干扰最小化处理单元、抗干扰滞回控制单元、全封闭电磁屏蔽单元；所述激励源为高频激励源，释放脉冲激励作用于等离子体反应器；等离子放电反应器在高频激励源的作用下击穿放电；高压探头探测放电起始到结束过程的等离子放电反应器的脉冲电压信号，将探测到的信号传输进兼容式脉冲触发系统；兼容式脉冲触发系统对接收的放电电压信号进行差分抗干扰和滞回处理后得到的干净的电压信号；将处理后的放电信号传输至高速摄像机用于触发高速摄像机在相应的时刻拍摄；所述兼容式触发装置包括电磁干扰最小化处理单元、抗干扰滞回控制单元、全封闭电磁屏蔽单元；所述电磁干扰最小化处理单元将接收自高压探头探测的等离子反应器的放电电压信号后进行电磁干扰最小化处理后生成第一信号；第一信号传输入抗干扰滞回控制单元后经过正反馈触发基准滞回调节后生成第二信号；第一信号和第二次信号被全封闭电磁屏蔽单元包裹，在进行第一信号处理和第二信号处理的过程隔绝外部其他的干扰。2.根据权利要求1所述的一种任意脉冲兼容式高速摄像机同步触发装置，其特征在于：所述电磁干扰最小化处理单元包括电阻R1、R2、R5、R6，高速比较器U1；参考电压Vref连接至电阻R2后连接至高速比较器U1的V
‑
端口；所述高速比较器U1...

【专利技术属性】
技术研发人员：金珊珊，陈锦东，刘若楠，方志，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：