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       激光焊接是材料加工技术应用重要方向之一，因其产能高、自动化程度高、焊缝质量高等特点，被广泛应用于汽车、造船、、造桥等行业。研究影响焊缝效果的因素，如何进一步提升焊接质量，成为行业相关企业研究的热点。

       武汉锐科光纤激光技术股份有限公司专业从事光纤激光器及其关键器件与材料的研发，此次实验主要研究激光焊接功率对焊接效果的影响，特邀千眼狼高速摄像机技术支持工程师用高速图像观测技术，JZ观测材料激光焊接熔池周边和熔池ZX的熔融状态。

       因激光焊接过程中亮度会过曝，普通相机无法拍摄到内部熔池的状态，千眼狼高速摄像机可以采用特殊光源或特殊光路进行拍摄，来观察熔池熔融状态和熔池飞溅方向，如图1。

图1   拍摄现场

       千眼狼高速摄像机技术支持工程师采用特殊光源拍摄两组实验。DY次实验由上至下拍摄，激光焊接机功率2000W，波长1064nm，高速摄像机拍摄工作距离30cm，采用105mm微距镜头，1280X300@6000fps拍摄熔池熔融状态。

       第二次实验激光焊接机功率提高至6000W，拍摄观察熔池ZX迸溅的熔滴与飞溅方向。

上述实验结果表明，激光功率是影响熔池熔融状态与飞溅方向的重要因素。通过高速摄像机观察分析焊接过程中熔池周边和熔池ZX的熔融状态，可研究不同功率下的激光焊接效果，助力生产企业控制生产成本、提高产品质量。

// 千眼狼高速摄像机5F01

● 全幅ZD分辨率1280×1024，小画幅最快可达128000FPS；

● 具备智能帧率、分辨率动态调整功能；

● 具备USB3.0、TRIG、SYNC IN、SYNC OUT等功能接口；

● 具有外同步功能，支持多台摄像机同步拍摄；

● 应用于机械运动、燃烧、微流体微流控、结构力学等领域研究。

Q：怎么选择千眼狼高速摄像机、高速相机的分辨率?

A：千眼狼高速相机、高速摄像机有100万像素、400万像素、1600万像素、2000万像素等多种型号。可以根据需要拍摄的范围、观察精度来确定需要的分辨率。例如，拍摄范围为2米x 1米, 而观察精度为1mm时, 分辨率要大于2000×1000。

Q：相机触发前能保存多长时间？相机的一共能保存多久的视频？

A：1、我公司的2F04系列相机自身不带内存，保存时长取决于存储器的硬盘大小，一秒钟接受380M的数据，硬盘大小足够的话可以半小时以上。

2、其他系列相机触发前保存的Z长时间与相机Z大存储时间相同，相机的Z大储存时间取决于内存和工作的性能参数，内存越大、使用性能越低相机的Z大存储时间越长，一般系列标配的产 品在Z高性能下能存储 8 秒，高配的甚至能实现十几分钟。

Q：2F04的连续拍摄时间只有10几秒，很难抓到我想要的镜头吧？

A：君达高科高速相机同时具有前触发和后触发的功能，方便您轻松捕捉感兴趣的画面。  

      不能否认所有的数据存储设备都有空间的限制，相机也是如此。因为存储容量的限制，所有的高速相机都会面临一个问题，如果拍摄启动的时间太早，可能“兴趣画面”还没有产生，储存设备就已经满了，如果启动的太迟，可能“兴趣画面”已经错过了，可能会丢失重要的信息。然而“兴趣画面”产生的时刻，有的时候是很难预料的。为了解决这个问题，我们引入了后触发功能。  

       当您选择了后触发功能,相机启动后将循环采集，当存储空间满的时候会自动用Z新的帧替换掉Z老的帧，确保当前存储空间中都是Z新的数据。 

       例如，您想捕捉某运动员的跳水过程，相机的采集时间有10秒，跳水过程为3秒，运动员准备时间可能在2秒到30秒之间，所以起跳的时刻是未知的。如果您使用的是君达高科千眼狼系列高速摄像机，您可将相机设置为后触发模式，在运动员准备跳水的时候开始采集，在运动员落水之后，点击停止，那么您将采集到运动员落水之前10秒到落水时刻的画面。

Q：镜头的焦距怎么选择?

A：虽然变焦镜头可以满足多种应用需求，但是定焦镜头可以获得更好的画质，而且价格较低，因此我们推荐客户使用定焦镜头。 用户可以拍摄精度、放大比例、拍摄距离考虑。千眼狼2F04的像元大小为7um，千眼狼2F16的像元大小为3.9um。如果拍摄比例为0.3倍，则2F04可以拍摄Z小7/0.3=23um； 而2F16可以拍摄Z小3.9/0.3=13um。 镜头的说明书上都会写明该镜头的Z大拍摄比例。 一般来说，如果拍摄比例>0.3，可选择微距镜头；如果拍摄比例小于0.3，而其拍摄距离比较近，可选择标准焦距镜头(50mm左右)，或中长焦镜头；如果拍摄距离比较远，可以使用长焦镜头或望远镜头。千眼狼高速相机、高速摄像机的售前技术支持工程师会根据您的具体应用，给您选配Z合适的镜头。

Q：什么是光圈?

A：千眼狼高速相机、高速摄像机都可以手动调节镜头光圈。光圈越大，画面越亮。但光圈增大的同时，景深会缩小，对焦也越难。因此，综合调节光圈和曝光时间才能获得理想的图像。

Q：什么是曝光时间，怎么选择曝光时间呢？

A：相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔，在这一段时间内，物体可以在传感器上留下影像。曝光时间越长，图像越明亮。但并不是曝光时间越长也好，曝光时间过长，会出现过曝光，部分图像变成白色；如果拍摄运动的物体，曝光时间过长，还会出现运动模糊。为了拍清楚运动物体，一般要求在曝光时间内，CMOS内图像的移动不超过2个像素。例如，距离5M拍摄运动目标，目标运动速度为70M/S。如果使用焦距为50mm的镜头，成像放大倍数为0.01。千眼狼2F04的CMOS传感器像元大小为7um，因此，要获得边沿清晰的图像，曝光时间应小于7 X 2 / 0.01 / 70 = 20us。

Q：千眼狼高速相机是全局快门吗?

A：是的，千眼狼具有全局快门，适合拍摄高速运动的对象。数字相机通常有滚动快门(Rolling shutter)和全局快门(Global Shutter)两种快门。全局快门是通过整幅图片在同一时间曝光实现的, 传感器的所有像素点同时收集光线，同时曝光。当预设的曝光时间到了，所有像素同时停止收集光线，并将曝光信号转成电子图像。当采用全局快门方式曝光时，所有像素在同一时刻曝光，类似于将运动物体冻结了，所以适合拍摄快速运动的物体。 滚动快门与全局快门不同，滚动快门是逐行曝光的方式，曝光一行输出一行，图像从上到下各行不是同一时刻曝光的。如果物体或摄像头在拍摄期间处于快速运动状态，拍摄结果就可能出现“倾斜”、“摇摆不定”或“部分曝光”等任一种情况, 所以不适合高速运动物体的拍摄。

Q：千眼狼高速摄像机要配怎么样的镜头?

A：千眼狼高速相机、高速摄像机可使用常见的单反相机镜头。 不同厂家生产的镜头，其安装接口是不同的。目前行业中常用的有尼康F口、宾得K口、佳能EF口等接口标准。不同接口直接可以用转接环进行接口转换。千眼狼高速相机、高速摄像机支持尼康F口的镜头。千眼狼高速相机、高速摄像机采用APS画幅的高灵敏度CMOS图像传感器，可以配合所有APS-C画幅或35mm画幅的单反镜头使用。

Q：我完全不懂摄影, 也没用过单反, 能用好千眼狼高速相机吗?

A：不是专业摄影者或者没用过单反相机也可以用好千眼狼高速相机、高速摄像机。千眼狼在售前会派技术人员针对您的测试测量目标，为您制定合适的拍摄方案，经过现场培训保证您可以得到满意的图像。您也可以根据以下说明调整相机：

       根据拍摄范围和镜头的视场角确定拍摄距离；

       根据目标的运动速度确定曝光时间；

       设定相机的曝光时间, 然后转动镜头的光圈环, 直到画面出现；

       转动镜头的对焦环进行对焦；

       如果需要，可以再次调整光圈环，使画面亮度适中，再微调对焦环，Z终获得清晰的图像。

Q：为什么帧率足够了，拍摄出来的画面还是模糊的，有拖影？

A：拍摄出来的画面是模糊的，有拖影即画面动态模糊，主要是由于曝光时间过大造成的；t（曝光时间）×v（运动速度）＜1 pixel

Q：为什么分辨率调小了之后，帧率没有发生变化？

A：对于千眼狼高速相机来说，影响帧率变化的不仅仅有分辨率，还有曝光时间。相机曝光时间是指从快门打开到关闭的时间间隔，在这一段时间内，物体可以在底片上留下影像。曝光时间会限制高速相机帧率的上限值；

1s/曝光时间=帧率（Max）

Q：如何加强拍摄时的景深大小？

A：景深是指镜头前沿能够取得清晰图像的成像所测定的被拍摄物体前后距离范围；景深的大小与以下几点有关系：

      （1） 光圈越小，景深越深

      （2） 镜头焦距越短，景深越深

      （3） 拍摄距离越长，景深越深

       可以综合调节以上几点来加深景深以加大图像清晰范围。

历经数月精心打磨，凝聚富煌君达高速视觉技术精华， 千眼狼近期隆重发布X系列家族又一款重磅新品——XJ520，具有500万像素广电级优彩画质，大容量存储，功能齐全，接口丰富等特点。

XJ520核心参数

经典应用场景

千眼狼研发团队2020年伊始推出户外简单操作便捷式的千眼狼家族shou款便携式高速摄像机，具有轻便、实时调焦、广电级专业画质、5小时自供电、灵活定制等众多特点。

便携式构成一览

千眼狼便携式高速摄像机核心参数

经典应用场景推荐

    ● 体育运动

    ● 动物摄影观测

    ● 实弹出膛

     ●战场态势观测

72×72×75mm

       历经数月精心打磨，攻克37项关键技术，千眼狼研发团队2020年伊始推出基于高度集成化平台全新架构的Mini家族首 款高速摄像机M220，定位面向高速视觉领域中高端细分市场，具有小尺寸、大内存、优画质、高性能、新功能、多接口、抗冲击等众多特点。

       小块头，亦有大胸怀 ↓↓↓↓↓↓

       通过对电路、结构、接口、外观、防护等全面重构，M220实现结构尺寸72×72×75mm，仅相当于一个红富士苹果的大小。在如此ji致尺寸下，成功集成了256GB超大存储，为高速图像采集提供近60s不间断观测，并具备关键数据不丢失的特点。

       有硬核，画质更精彩 ↓↓↓↓↓↓

       M220拥有更高质量的优彩画质，支持10Bit图像存储、导出并保存，更细致的描述图像色彩。视频输出在保留原始数据情况下可选ISP色彩优化功能模块，内嵌智能图像优化处理硬核，为相机装上ding级“显卡”，定格每一帧关键瞬间。

       好基因，身手自非凡 ↓↓↓↓↓↓

       M220迷你高速摄像机在1920×1080全画幅全分辨率下速度高达2,000帧每秒，支持动态框选ROI功能，Z高采集速度可达10万帧每秒，数据吞吐能力超过4GB/s。

       新功能，场景更契合 ↓↓↓↓↓↓

       M220支持用于流场测量系统专属的PIV功能，在高速采用前提下可保证相邻帧间隔时间≤400ns！配合双脉冲PIV激光器片光源，能轻松捕捉高速示踪粒子湍流、涡流等运动行为。同时，M220内置的EDR功能可针对高速采集过程中突发的过曝、曝光不足情况及时调整曝光时间，适用于火炮出膛、爆炸、火箭发射等亮度突变场景下的应用研究。

       多接口，使用更便捷 ↓↓↓↓↓↓

       M220迷你高速摄像机提供各型丰富接口，如SDI、RS-422、授时等….其中设置专属动态存储区，通过SDI接口实时显示图像。RS-422、授时主要用于与系统云台、其他电动动作机构同步jing准通信，助力M220定位核心观察部，便捷集成于小型经纬仪、光电吊舱之中。

       抗冲击，标准更严苛 ↓↓↓↓↓↓

       M220迷你高速摄像机全新架构设计支持抗冲击能力，按≥170G/10ms严苛标准设计，可直接用于汽车碰撞场景。

       ● 自动化生产线工艺改进、故障检测，焊接研究

       ● 经纬仪、光电吊舱等设备集成

       ● 微流控、生物科技等微观领域研究（可搭配显微镜等使用）

M220目前已全面接受预订......

       千眼狼高速焊接测量系统成功助力奇瑞新能源焊接实验室（MIG焊设备）工程师们成功观测到熔滴过渡全过程，提高焊接稳定性。

MIG焊及熔滴过渡形式简介

       MIG焊（melt insert-gas welding）熔化极惰性气体保护焊与TIG焊（常见非熔化极）不同，MIG焊采用可熔化的焊丝作为电极，以连续送进的焊丝与被焊工件之间燃烧的电弧作为热源来熔化焊丝与母材金属。焊丝不断熔化以熔滴形式过渡到焊池中，与熔化的母材金属熔合、冷凝后形成焊缝金属。

       熔滴过渡是指在电弧热作用下，焊条/丝端部的熔化金属形成熔滴，受外力作用从焊条/丝端部脱离并过渡到熔池的全过程。熔滴过渡与焊接过程稳定性、焊缝成形、飞溅大小等有直接关系，进而影响焊接质量和生产效率。

       熔滴过渡按电流电压参数的不同可分为：1短路过渡、2滴状过渡、3喷射过渡。

       1、短路过渡是指焊条/丝端部的熔滴与熔池短路接触，过热和磁收缩的作用下使其爆断过渡到熔池。

千眼狼高速摄像机拍摄的短路过渡图片

       2、滴状过渡是当电弧长度超过一定值时，熔滴依靠表面张力作用可保持在焊条/丝端部自由长大，当促使熔滴下落的力（如重力，电磁力）大于表面张力时，熔滴就离开焊条/丝过渡到熔池。

千眼狼高速摄像机拍摄的滴状过渡图片

       3、喷射过渡是指细小颗粒熔滴以喷射状态快速通过电弧空间过渡到熔池。高速摄像机可助力应用工程师们捕捉上述3种熔滴过渡的全过程。

千眼狼高速摄像机拍摄的喷射过渡图片

实验装置

实验装备：

       千眼狼高速相机5KF20一台、激光光源一台、滤光片一片、采集软件与播放软件各一套。

实验步骤：

       1.架设相机，安装滤光片至相机CMOS图像传感器芯片前，安装微距镜头；

       2.选择焊接位置，激光光源光斑照射至拍摄位；

       3.调整相机拍摄角度，拍摄焊接位置，调节镜头，使成像清晰；

       4.设置采集软件参数，进入采集画面；

       5.开始焊接，触发保存，拍摄焊接过程。

实验亮点

       通过激光光源与相应波长的滤光片搭配，并对相机曝光参数设置可过滤MIG焊焊接时的白色强光，便于仔细观察熔滴滴落的程。通过二次开发，支持每一帧图像对应的焊接机实时电流、电压值同步显示在播放软件上，为工程师们研究焊接稳定、焊接质量、提高生产效率提供有效帮助。

选用合适的高速摄像机—工程师对高速高清均衡型产品的需求

       焊接时熔滴形成到滴落过程通常可达10ms级，工程师们希望能对每个滴落过程进行细微、有效视场的观测，即需要5000 fps以上速度且具有较大视场的高速摄像机。千眼狼5KF20，拥有3000 fps@1920×1080的均衡参数，通过裁剪画幅至1920×528分辨率下实测速度可达到5880 fps，针对每个关键的熔滴过程为应用工程师们定格约50张图片进行分析。

       将高速摄像机用于人体运动三维跟踪中可以真实地再现运动员的动作和运动轨迹,输出任意时刻运动员各环节的位移、速度、角速度等运动数据,便于进行量化分析,结合人体生理学、物理学原理,研究改进的方法,使人体运动观察摆脱纯粹的依靠经验的状态,进入理论化、数字化的时代。
       基于光电测量的人体运动三维跟踪属于非接触式测量,具有对人体不施加额外载荷、不干扰肢体动作、在接近实际的工作条件测量等优 点。对人体运动信息的检测和处理是以人体运动作为研究对象的。精确测量和分析人体各部分在运动过程中的位移、速度、加速度、相互作用 。
      力及肌电信号,并对其进行处理和分析。
       (1)体育训练目前正处在从经验走向科学的过渡阶段,对人体运动的认识也正由粗略走向精密,如何获得准确、及时、多方面的运动参数并利用这些参数是提高运动员成绩的重要手段;
       (2)在康复领域中,为了评价残疾、诊断疾病和鉴定康复器械的效果,客观而有效的方法就是进行人体运动三维仿真与分析系统步态分析和 人体其它部位的功能评定;
       (3)在、和航海等科学技术领域中,需要研究在特殊环境F(加速、振动、低气压、高噪声等)人体功能改变和损伤的情况,并讨论如何通过改善环境和锻炼身体来提高人的适应能力;
       (4)在劳动保护和交通事故的分析中,为了合理设计保护装置与保护系统,就需要了解受伤的力学过程以及人体组织和器官对于冲击力和加 速度的承受能力。另外,在人体工程学研究、模拟训练、人体动画制作等领域,人体运动二维仿真与分析同样人有可为。

       以上说明,高速摄像机在人体运动三维跟踪中的有很多可以应用的层面。可以预计,随着技术本身的发展和相关应用领域技术水平的提高,本研究将会得到越来越广泛的应用。

      多相微流控系统是包含两种及两种以上流体或相态的微流控系统，其流道的典型尺度在纳米到亚毫米量级。因其所需流体量少，热质传输响应速率快，产生污染物少等优点，被应用于热控、生物芯片、YL、化工、能源等各个领域。但因流体细小、速度快，存在研究时无法直接清晰观测其流体运动状态和流体运动流速的痛点。

       中科院化学所乔燕教授研究多相微流体试验时，利用千眼狼高速摄像机与显微镜组合拍摄观察微流体中液滴状态及液体流速。此次试验将高速摄像机通过C口转接环连接显微镜镜头上方，以10倍放大倍数清晰拍摄微流体控制过程，如图1所示。

图1 试验现场

       高速摄像机可以每秒1000~10000帧的速度记录，可拍摄整个流体流动过程的动态画面，并能取得精确的微流体尺寸和速度信息。

       试验中通过千眼狼高速摄像分析系统慢放观看微流体中液滴运动过程，如图2所示，并分析得到微流体试验时液相油相不同配比流速时的实验数据，包括液滴直径，液滴数量等相关数据。

图2 慢放帧画面

       多相微流体系统研究对微流控技术发展非常关键。如何建立多相微流体系统相关研究基础理论，解析其反应过程与机制，实现对流体流动及反应的JZ调控，高速摄像机及测量技术可在此研究过程中发挥重要作用。

        高速摄像机可以在很短的时间内完成对高速目标的快速、多次采样，当以常规速度放映时，所记录目标的变化过程就清晰、缓慢地呈现在我们眼前。高速摄像机技术具有实时目标捕获、图像快速记录、即时回放、图像直观清晰等突出优点。

       高速摄像机广泛应用于生产生活科研等领域，具体应用有哪些？

       春兰等^[1]为了分析脉冲变极性等离子弧(variable polarity plasma arc, VPPA)焊接过程信号,通过数据采集卡与高速摄像机对脉冲VPPA焊接过程焊接电流、电弧电压、电弧形态及焊缝熔透状态进行了检测与分析。分析发现,系统输出电流均按给定变化,电弧形态也随脉冲电流变化而变化,系统运行稳定可靠。并对固定点焊接熔池振荡进行了分析,研究发现在焊点未熔透时,熔池振荡频率在75～90 Hz,而完全熔透时,振荡频率仅为15～25 Hz。因此,当熔池从未熔透转变为完全熔透时,熔池振荡频率发生突变。该现象可以应用于焊接质量在线控制,从而实现实时熔透控制。

       刘海等^[2]使用高速摄像机获取图像并对获取的图像进行图像预处理操作，包括图像滤波和图像增强。使原始图像的成像更加均匀；然后使用基于形状特征的人脸检测技术将图像中的人脸检测出来并标定出人脸的位置；Z后提取人脸特征进行匹配识别。由于在实际应用中摄像机与人的距离有远有近，导致拍摄出的图像中人脸的大小会不同，这也就使标定出的人脸图像尺度不一定相同，人脸图像尺度不同会给人脸识别造成一定影响.

       张超等^[3]在振动光整加工工艺中,介质和工件的运动轨迹是决定工件加工效果的重要因素。为了确定介质和工件的运动轨迹,通过X射线检测设备对介质和工件进行运动轨迹检测,再利用高速摄像机拍摄表面介质的运动。利用MATLAB处理软件对X射线检测录像进行图像处理。检测图像显示,介质和工件的运动既有围绕滚动ZX旋转的径向运动和围绕振动桶中轴旋转的周向运动,又有自身的翻转运动。结论是:利用X射线检测可以较准确地得到介质和工件的二维轨迹,结合高速摄像机对表面介质和工件的测试,能够较准确地建立介质和工件的三维运动方程,对深入研究振动光整加工机理具有重要意义。

       富煌君达隶属于富煌集团（股票代码：002743），是由ZG科大博士团队创办的创新型高新技术企业、ZG工业企业协会军民融合产业联盟成员单位、安徽省军民融合产业协会副会长单位、安徽省仪器仪表协会常任理事单位。拥有完全自主知识产权的“君达超眼”高速视觉感知技术，打破了日本、美国、欧洲的技术垄断。集成君达超眼技术的“千眼狼”高速摄像系统，产品远销德国、法国、马来西亚等国家。公司拥有快速定制响应能力，可提供便捷、优质的高速视觉解决方案，满足用户个性化应用需求。

参考文献：

[1]春兰等，脉冲变极性等离子弧焊接信号的检测与分析，热加工工艺。

[2]刘海等，人脸识别系统设计，河北大学。

[3]张超等，振动光整介质和工件运动轨迹的测试与分析，噪声与振动控制。

      作为近北极国家，加强极地船舶设计制造技术研发，提升极地船舶航行安全性，将有力助推我国实现海洋强国目标。

       极地船舶在冰区航行时易遇见浮冰碰撞情况，浮冰碰撞载荷下船舶结构会产生变形损伤，如图1图2所示。极地船舶与浮冰碰撞模型实验技术是船-冰碰撞下结构动力响应机理研究的核心技术，冰体破碎特性一级结构变形机制研究又是其中的关键。

图1  极地船舶在冰区航行中与冰山碰撞

图2 冰山碰撞下船体结构塑性变形损伤

       武汉理工大学交通学院朱凌教授团队在冰体碰撞下船体板动力响应模型试验研究中，利用千眼狼高速图像采集与测量技术、XTDIC图像处理分析技术，拍摄分析了冰体碰撞过程中速度变化过程以及冰体失效破坏情况，研究船体板模型在冰体碰撞过程中变形过程以及船体板的应变分布变化过程，如图3所示。

图3 冰体-船体板碰撞模型试验示意图

      试验过程利用三台千眼狼高速摄像仪，其中一台监测冰体碰撞过程中冰体破碎动态图像，以及分析碰撞过程中冰体速度变化，另外两台拍摄捕捉船体板的动态变形过程，用XTDIC图像分析技术，对船体板表面形貌、位移以及应变进行测量和分析，并得到三维应变场以及位移场数据。 

实验过程

1、试验前在船体板模型上做好散斑标定，试验过程中利用千眼狼高速摄像机进行实时采集船体板模型各个变形阶段的散斑图像；

2、通过千眼狼高速图像采集与测量技术以及XTDIC图像处理分析技术所得到的船体板模型在冰体碰撞过程中的位移变形特性以及位移，如图5；

图5 冰体碰撞下船体板变形时间历程

3、新的散斑系统集成了动态变形系统与轨迹姿态分析系统，在散斑计算的同时对于船体板模型表面特殊点的位移变化和轨迹姿态进一步分析计算，如图6。

图6 冰体碰撞下船体板ZX点处ZD主应变时间历程

       通过上述试验观察发现在碰撞过程中冰体主要发生挤压破坏，并以小颗粒的形式快速剥落，如图7所示。并发现冰体与船体板模型的接触面积在逐渐变大，碰撞过程中速度在逐渐变小。

图7 冰体与船体板接触过程中失效破坏过程

      上述实验研究结果可助力提升极地船舶结构强度，降低船舶航行损伤成本，为船舶制造过程中船体耐撞结构设计及抗撞性能评估提供了一定的应用价值。（作者：武汉理工大学 蔡伟）

      硅橡胶具有良好的绝热绝缘性、耐腐蚀、耐污秽、抗震等特点，因其特性和便于加工等优点被广泛应用于、YL器械、汽车及电力电子等领域。

       随其应用不断增加，很多工况下硅橡胶部件需要具备良好的疏水性，其中对于输电线路中的复合绝缘子，具有良好疏水性的部件可减少发生表面积污闪络及覆冰闪络故障。故对织构参数及液滴在织构表面弹跳性能的研究具有重要意义。

      来自三峡大学水电机械设备设计与维护湖北省ZD实验室暨河南科技大学高端轴承摩擦学技术与应用国家地方联合工程实验室的赵美云博士及其科研团队，采用千眼狼高速摄影等技术，研究基于按不同超疏水织构设计加工的复合绝缘子硅橡胶表面对于疏水性能的影响机理。

试验过程和试验结果

1、先用激光雕刻机在复合绝缘子硅橡胶样品表面加工不同类型不同尺寸的织构，选取方柱、方孔、圆孔、横向槽、波纹槽、菱柱为表面织构形状（如图1）。

图1 表面织构模型

2、采用超景深三维显微系统、接触角测量仪等仪器确定ZY的织构高度、尺寸、间距参数（更多详情请见《ZG表面工程》2019年01期）。

3、采用千眼狼高速摄像机系统拍摄记录水滴从距离表面 15 cm处自由降落于原始无织构及几种ZY参数织构表面的过程（如图2），以观测液滴在织构表面的弹跳性，进而推测出液滴与表面织构的粘附程度。

图2 液滴落在原始及ZJ参数织构化表面过程的高速图像

       由DY序列图像（a）可知，液滴落在无织构原始表面，从表面铺开，后有向上弹起趋势，但没有离开表面，几次震荡后在表面形成一个半球，说明液滴与表面的粘附力很大；序列图像（b）-(e)显示，液滴落在其他织构化表面时，碰撞后在表面铺展，由于液体表面张力的作用重新聚集，并且有向上溅射的趋势，经过几次振荡后形成近似球形，在波纹槽及菱形织构表面，经几次弹跳后，ZZ以球状停留在表面，且液滴在菱形织构表面上弹起次数最多，高度ZG，详见序列图像（e），说明菱柱织构硅橡胶表面粘附力最小，疏水性能ZJ。

     上述研究成果表明，菱柱织构是ZJ的疏水表面织构。液滴在菱柱织构表面弹起高度ZG且次数最多，有利于减少覆冰。研究成果对设计具有疏水防冰功能的新型绝缘子，避免重大冰灾事故的发生具有一定的理论意义和应用价值。

       千眼狼高速摄像机助力太原理工大学科研团队研究发现复频超声加工单元异常振动频率的产生原因，改良加工单元中核心部件“自由质量块”的设计，提高此加工方法的精度与GX性。       

       智能电子产品消费浪潮驱动下，电子元器件的高度集成化、封装模块化是发展趋势（见图1），工程陶瓷凭借超高导热性使其成为Z佳的散热承载系统，针对具有硬脆特性的工程陶瓷钻削加工技术的研究亦成为热点课题。

图1 多芯片封装组件

       新型的复频超声加工技术虽然克服了传统加工诸如激光、电火花、单频超声振动等的一些如精度无法保障、磨损严重、成本太高等局限，但亦存在加工不稳定等痛点。故需建立加工单元实验系统（详见图2），对其驱动特性、裂纹产生的临界条件研究，并对关键部件设计优化。

       1.工件 2.工作台 3.钻杆 4.自由质量块 5.变幅杆 6.换能器 7.超声波发生器.

图2 复频超声加工单元实验系统

       加工单元中核心部件——自由质量块（详见图3）起着储存和传递能量的作用。通过自由质量块与变幅杆顶端的碰撞与冲击，引入低频大振幅振动，传递能量给钻杆底端，从而有效提高钻杆输出端的振幅。

图3 自由质量块示意

        复频超声加工单元频率即为单位时间内自由质量块完成的完整碰撞运动的次数。在研究人员测定的频谱图中，主要低频信号峰值附件的异常杂频即为自由质量块异常运动造成，故研究人员采用了千眼狼X系列超高速摄像机X213（详见图）, 满幅分辨率1280×1024，满幅帧率13400 fps，实验裁剪画幅至1280×128，速度匹配为120,000 fps，对高速碰撞运动状态下的自由质量块的运动过程进行反复观测、比对，详见图4、图5：

图4 自由质量块的正常运动图像

图5  自由质量块的异常运动图像

       通过图像对比发现，自由质量块的异常运动是由于碰撞运动过程中存在倾斜偏转以及自由质量块的边缘与上下碰撞表面不完全碰撞造成的（详见图5）。发现原因后研究人员对自由质量块的形状进行削边处理（详见图6），成功消除了异常频率，改善振动效果，提高了复频超声加工的稳定性。

 图6 改进后的自由质量块

       高端加工领域中，类似采用高速视觉技术对自由质量块高速碰撞运动周期进行观测，jing准定位细小异常点从而实现产品设计改良的应用场景不胜枚举，如半导体封测领域观测吸头每一次高速起、落，精密刀具的高速切削等等，千眼狼的研发团队将会持续跟踪关注高端工业设备领域，打磨出更多专业好用的高速视觉.

       10月24日，由ZG科学技术协会主办，ZG岩石力学与工程学会承办的CHINA ROCK 2020ZG岩石力学与工程学术年会在北京顺利举行。会议邀请了清华大学、香港理工大学、武汉大学等众多著名高校、实验院所的专家学者近900人分享ZX岩石力学与岩土工程前沿技术，探索工程力学实际应用前景。

       作为国产高速视觉测量技术领跑者，富煌君达携千眼狼高速摄像仪、霍普金森压杆测试系统、结构冲击试验监测系统亮相大会。千眼狼技术工程师在现场与客户交流中表示，高速摄像仪及非接触测量系统作为一种高精度测量工具和方法，已成为岩石结构学、岩石力学、岩体工程地质力学、岩体稳定分析等研究的shou选。

霍普金森压杆测试系统

       霍普金森压杆测试系统广泛应用于岩石、混凝土等多种材料动态力学性能测试，相比普通测量方式，该测试系统可利用高清、高帧率捕获材料在中高应变率下的物理性能变化，对改善材料设计具有重要应用价值。

结构冲击试验监测系统

       结构冲击试验监测系统应用于各类材料结构力学研究，测量应力和观察裂纹扩展问题，并通过非接触测量，取得较精确的力值和过程的图像，对材料结构监测及改善具有重要的应用价值。

       为助力我国岩石力学与工程领域科技创新发展，富煌君达打造了力学工程学领域的高速图像测量技术综合解决方案，并提供个性化应用需求，为科技创新不断发展提供助动力。

9月28日-30日，第十七届ZG南京教育装备暨科教技术展览会在南京国际展览ZX成功举办。本届展会以“助力科技发展，共建创新江苏”为主题，为国内高等教育装备领域搭建面对面交流平台，展示范围内科教技术装备领域当前ZX发展成果及方向。

本届展览会是由江苏省高校实验室研究会、江苏省科学仪器设备协会、江苏省分析测试协会等共同主办。现场聚焦行业内专家及各高校学者进行现代教育技术装备研讨会，共同推动科学产业发展。

作为国内领先的高速图像处理系统和智能新视觉综合解决方案提供商，富煌君达受邀参加本次南京教育装备暨科教技术展览盛会，携自主研发的微流体监测分析系统和非接触式应变场（DIC）测量系统等产品亮相，向参展嘉宾现场展示千眼狼高速摄像仪和测量系统在微流体试验、材料研究、动物仿生等科研领域中的应用，并和现场参展嘉宾一同交流，探讨国产仪器千眼狼高速摄像仪高速图像采集分析系统在科教中的前沿技术与应用领域。

微流体监测分析系统

微流体监测分析系统支持集成显微镜等实验设备，可对微观领域中的微小高速流体流动状态进行观测，捕捉并慢放流体在通道内的产生、分流的瞬间，呈现和分解其姿态的变化过程。

非接触应变场（DIC）测量系统

非接触应变场（DIC）测量系统可用于高速运动物体画面检测分析，对其物体运动中产生的形变、位移、速度、加速度等数据信息进行分析，得出全场应变数据，广泛应用于高校科研机构中的力学、材料、机械、土木工程、焊接等学科的研究。

本次展会ZD亮相千眼狼ZX产品XJ520高速摄像仪，历经数月精心打磨，凝聚富煌君达高速视觉技术精华， 具有500万像素广电级优彩画质，大容量存储，功能齐全，接口丰富等特点，非常适合物体跟踪、撞击实验、结构力学分析、快速流体观测等高速JZ的测量应用。

千眼狼高速摄像仪集成公司自主知识产权“君达超眼“高速视觉感知技术，是国内成熟商品化的高速视觉产品，致力于先进高速视觉测量技术研究，为科研、工业、提供高速图像处理系统和智能新视觉综合解决方案。此次参加南京教育装备暨科教技术展，是希望能将国产仪器展现在专家与科研人员面前，认识了解国产精密仪器，助力我国高校科研创新发展贡献力量！

      11月7日，第四届“计算成像技术与应用”ZT研讨会在厦门顺利举办。会议邀请国内计算成像领域数百名专家学者到会共同交流，深入探讨计算成像领域前沿技术和ZX研究成果。富煌君达携千眼狼高速摄像仪及多款“硬核”解决方案亮相，创始人吕盼稂研究员作为高速图像测量领域ZS专家受邀参会，并作精彩报告。

      本届会议以 “计算成像，一切皆有可能”为主题，旨在促进计算成像技术发展，为相关领域人员提供交流新思想、切磋新技术的舞台，促进相关学科的科技创新和成果转化，提高计算成像研究方向的教学科研水平及计算成像研究在光电成像技术领域的影响力。

      会上，吕盼稂研究员应邀作《高帧频图像在计算成像中的应用》ZT报告，分享了高速图像测量技术中的ZX研究成果，并围绕高帧频图像如何提升计算成像质量和效率展开，介绍高速摄像仪在计算成像技术中的实际应用案例。

      不少专家学者与吕盼稂研究员共同探讨高速摄像仪和高速图像测量应用解决方案在计算成像中的成熟应用案例，并表示国产高速摄像仪在计算成像领域中作用越来越重要，希望今后能有更多交流合作的机会。

       本次大会千眼狼展区向参会人员展示了高速摄像仪及应变场测量应用解决方案、目标轨迹测量应用解决方案、流场测量应用解决方案等，吸引不少参会专家学者驻足关注。参观人员现场咨询高速摄像仪相关功能，并与工程师探讨产品在人工智能与计算成像领域中的应用。

应变场测量应用解决方案

      通过追踪物体表面的散斑图像(全场各特征点)，实现变形过程中物体表面的三维坐标、 位移及应变的动态测量,支持计算坐标位移、分析距离夹角、弹性模具、泊松比等专业数据,支持与载荷仪通信,直观显示载荷与应变形态的对应关系。

目标轨迹测量应用解决方案

方案通过高速摄像机捕捉高速目标运动过程，跟踪运动物体特征点，利用千眼狼图像测量分析软件进行测量特定点的位移、速度、加速度等数据。

流场测量应用解决方案

方案由两台高清高速摄像机、激光器、同步触发器、分析软件组成。在片激光光源作用下，选用适当的示踪粒子均匀布撒在流体中，随湍流、涡流运动，通过高速相机捕捉跟踪示踪粒子的运动轨迹，来呈现湍流、涡流的运行姿态。

       富煌君达千眼狼秉承自主创新研发的精神，多年来一直深耕高速图像测量技术，通过在科研院所、、工业等领域中的实战经验，产品与技术研发更加成熟。此次参会也希望得到更多领域专家们的认可，我们将不断努力，继续创新研发，为我国计算成像技术不断发展贡献力量。

       10月30日，十三届MTS材料试验学术会议在成都隆重举行。富煌君达自主研发的千眼狼高速摄像仪和高速图像测量技术，已广泛应用于材料检测、力学监测等科研试验中。本次大会上携非接触式应变场（DIC）测量、高速机械运动监测分析、结构力学监测分析等解决方案亮相↓↓↓↓↓↓

非接触式应变场（DIC）测量系统应用解决方案

      千眼狼应变场（DIC）测量系统通过追踪物体表面的散斑图像（全场各特征点），实现变形过程中物体表面的三维坐标、位移及应变的动态测量，支持计算坐标位移、分析距离夹角、弹性模具、泊松比等专业数据，支持与载荷仪通信，直观显示载荷与应变形态的对应关系。

高速机械运动监测应用解决方案

       应用于监测机械设备运动过程中的磨损、变形、断裂等，通过高速摄像给出实验模型结合仿真模型给出zui好的机械机构设计。

结构力学监测分析应用解决方案

      应用于各类材料结构力学研究，测量应力和观察裂纹扩展问题。观测材料受力下的形变及断裂的瞬间，观测裂纹衍生的全过程，可助力研究霍普金森压杆、悬臂梁冲击、夏比冲击、旋转弯曲疲劳等实验。

      富煌君达自主研发产品和应用解决方案，广泛应用于材料力学测试中，已有丰富的应用案例，未来我们将继续努力，不断发挥自主创新技术优势，助力我国材料试验理论与技术持续进步。

       CCD和CMOS都是摄像机的图像传感器，它们负责将光转换成电子信号。但不少小伙伴有个疑问，这两者之间有什么区别吗？它们会影响图像质量或摄像机价格吗？

       图像传感器，也叫作感光器件，是高速摄像机中非常核心的部件。

       CCD（Charged Coupling Devices），又称电荷耦合器件。CCD图像传感器可以直接将光学信号转换为模拟电流信号，每个专用通道的电荷会再经过放大和模数转换，然后形成图像。

       由于它采用了一种特殊的"放大器"制造工艺，电荷在芯片上传输时不会失真。所以说，CCD可以产生高清晰度的图像，在保真度和光敏度上比较有保障。但也是因为这种特殊的制造工艺，CCD要比CMOS器件要贵，在图像处理速度上也要逊色不少。高成本、功耗大在一定程度上制约了它的发展。

       CCD是一种比较传统的技术，在20世纪90年代已得到较为广泛的应用，多用在交通、YL、天文等对像素要求高的领域中。

       CMOS( Complimentary Metal Oxide Semiconductor )，又称互补金属氧化物半导体。CMOS传感器没有复杂的处理过程，能直接将图像半导体产生的光电信号转变成数字信号，处理速度快、能耗低，不过CMOS器件产生的图像质量相比CCD要低一些。

       CMOS实际上就是企业研发出来代替CCD的，它的价格远低于CCD，也正是因为CMOS工艺的出现，数码相机的价格有了一定幅度的降低。总的来说，CMOS传感器适合对图像噪声、质量要求不是特别高的场合。

       CCD高速摄像机和CMOS高速摄像机的区别：

       从上面的表格我们可以看出，CCD高速摄像机和CMOS高速摄像机各有优缺点。它们在市场上也都占有一定的份额，不过，相比硬伤比较多的CCD摄像机（工艺复杂、价格昂贵、使用不便），CMOS的低图像分辨率更易于改进。如今，CMOS在制造工艺和影响处理技术上已有很大的突破，业界对CMOS的发展也更加看好，甚至有人预言，图像传感器将进入"CMOS"时代。

       众多高速摄像机生产厂商也都开始了CCD向CMOS的转变，富煌君达生产的千眼狼品牌高速摄像机全部使用CMOS图像传感器。

       ZG微米纳米技术学会将于2020年10月24日-26日在厦门举办“微纳米技术与YL健康创新大会暨ZG微米纳米技术学会第四届微米纳米技术应用创新大会”，大会以“技术赋能、智慧YL、健康ZG”为主题，围绕微纳米机器人在医学上的应用、微纳生物医学传感与检测技术、纳米分子医学成像、纳米生物材料、微纳生物YL器械设计与制造等热门话题展开交流。

       本次大会，富煌君达将携千眼狼高速摄像仪及微流体监测分析系统、材料检测分析系统等亮相，千眼狼技术工程师将现场演示高速摄像仪和高速视觉测量系统在微纳米技术中的应用，欢迎莅临B11展位交流。

 预告：微流控技术 ·

      微流体微流控技术中普遍存在流体细小、速度快，存在研究时无法直接清晰观测其流体运动状态和流体运动流速的痛点。而高速摄像仪可以每秒1000~10000帧的速度记录，可拍摄整个流体流动过程的动态画面，并能取得精确的微流体尺寸和速度信息。

 预告：材料检测分析系统 ·

       材料监测分析系统广泛应用于材料性能研究，科研人员在研究微纳米材料时，需要以足够高的速度捕获观测材料在高应变率下的物理性能变化和检测材料性能等。

纳米生物材料专场上

还将有高速视觉测量ZT演讲哦

深入解析高速视觉测量系统

在微小和微观领域中的应用

更多精彩内容

10月24日—26日

厦门  集美湖豪生大酒店

展位号：B11

我们不见不散