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频闪灯的工作原理是根据设定的频率或根据外触发频率来控制闪光灯的闪烁频率 ,作为一个完整的系统包括人机显示界面、 调节和功能选择按键、 闪光控制模块、 闪光灯供电模块和外触发自动跟踪模块等.

(一)自动曝光

我们现在使用的频闪灯很可能就具有自动曝光模式.它是怎样实现自动曝光的呢?说起来,这应该是现代电子学的一个小小奇迹.从本质看,自动频闪装置的工作原理如下:

在频闪灯闪光的一瞬间,装在闪光装置内的光敏元件对被摄物反射回的光线进行测量,如图12.7所示.当照射物体的光线足以正常曝光时,该光敏元件即激发复杂的电子线路关闭频闪灯.被摄物体正常曝光所需的光量越大,闪光的持续时间越长.

这听起来非常简单,但必须在短短的1/50000秒内对是否关闭闪光灯作出决定则并不是那么容易的.例如目前流行的频闪装置中,最短的曝光时间恰好是1/50000秒,而最长的曝光时间也只不过是短短的1/1000秒.电子线路必须在这两个极限时间内选择一个适当的时间关闭闪光灯.

使用自动频闪灯时,我们务必要仔细看看装置后面的拨盘,根据所用胶片的ASA感光度在拨盘上查出拍摄时应该使用的f制光圈.依照查出的数值设定好光圈,然后对闪光灯有效范围之内的被摄物进行拍摄.闪光灯的使用手册会详细注明它的有效范围,例如4 ~ 30英尺(大约1.2 ~9米).

必须要注意的是,这种自动的作用只有在所谓"正常"的情况下才是可靠的.使用这种系统时,我们必须非常明确地理解光敏元件测测量的的对象到底是什么.例如,我们在拍摄白色桌面上一枚小小的暗色硬币时,光敏元件读取的是白色桌面反射回来的光线,因此暗色的硬币会曝光不足.出由这个原因,大数多自动频闪装置都具有手动作用,使我们可以回避其自动作用.

(二)频闪灯的主要功能

1、测速

频闪灯本身可以发出短暂又频密的闪光,当调节频闪灯的闪动频率,使其与被测物的转动或运动速度同步时,被测物虽然高速运动着,但看上去却是是静止画面,而此时频闪灯的闪光速度即为被检测物体转速和运动频率.利用此原理可以测量圆转体,如马达、齿轮、滑轮、转动轴或风扇等速度,另外还可以测量反覆震动体,如气动鎚、离心分离机或震动送料台等的速度.

我们以测量电扇转速为例,若频闪仪的闪光频率(n次/分)正好与电扇的旋转速度(n次/分)相等,那么当频闪灯闪光时,电扇叶片必将位于上次闪光时所在的位置,由于视觉暂留的缘故,电扇的叶片看上去好像根本未动.这就是说,当频闪灯的闪光频率与被测物体的转动速度相等时,转动物体看上去好像静止一般,呈现为一个静止的图像.

2、监测质量

除了测速以外,利用频闪灯视觉暂留现象使人目测就能轻易观测到高速运动物体的表面质量,进行观察或分析.随着我国经济的高速发展,越来越多的行业开始使用频闪灯作为封罐机械、印刷机械、纺织机械或其他自动化机械等做品管或维护工具 ,来帮助解决产品质量检验问题.

频闪灯在测量直线工作的物体,如印刷机及检品机等的操作上,并非是用来测量"印刷滚筒或马达"的转速,而是希望获得同步静止画面,以监控其印刷品质.换言之,欲调整频闪灯闪光速率时,应依据"每分钟拉出多少张画面"的频率来调整,而非依据"每分钟拉出多少米"调整.在实务上我们以印刷机为例:

假设印刷机每分钟印出 100Meters,且印出之图面长度为10cm,则该等机械每分钟应是印出1000张图面.其计算方法如下:

1 米 ÷ 10cm = 10 张……………表示每米包括 10 张图面.

10 张 × 100 米(每分钟)=1000 张……表示每分钟印出 1000 张图面.

此时,如将频闪灯的闪光速率调整到 1000FPM 后,即可轻易获得清晰之同步静止画面.因此,如果寻找直线运送中图面的同步静止画面,应预先以上列的计算法,算出每分钟印出多少张图面后,再来调整频闪灯的闪光速率,将可较轻易获得其同步静止画面.同理,也可轻易地换算出该设备的产量.

(三)频闪灯的应用

现在,频闪灯已被广泛应用于军工、航天、钢铁业、 印刷包装业、造纸业、船舶制造、汽车工业、轮胎检测、电机测试、计量、产品研发等行业领域.具体应用于:对飞机引擎的运行、震动进行视觉监测;钢材冷轧车间以及薄板镀层车间,视觉监测产品表面缺陷;螺旋桨,涡轮机及推进系统中气蚀现象的监测;纸制品表面质量检测和纸幅成形过程的检测;印刷包装生产过程质量检查:如奶包生产的质量视觉检查;叶轮机的可视检测;发动机研制过程中监测喷油性能;尾气处理装置的震动频率分析;轮胎测试;摄像、高速成像以及视频技术;监控电缆的标记和捻线机工作情况;非接触性转速测量;饮料加工行业在线产品检查;带光导体的频闪检测仪的显微镜和内窥镜应用等.