High-Speed Video Camera HyperVision HPV-X3

Význam tématu

High-speed video kamera HyperVision HPV-X3 překonává hranice lidského vnímání a umožňuje zachytit ultrarychlé děje s vysokým rozlišením až 300000 pixelů při frekvenci až 20 Mfps. Tato technologie nachází uplatnění v materiálovém výzkumu, dynamice kapalin, výbušných procesech i biomedicínských aplikacích. Rozšířená schopnost vizualizace podporuje hlubší pochopení rychlých jevů, zlepšení materiálových vlastností a vývoj nových průmyslových i vědeckých metod.

Cíle a přehled studie

Článek představuje klíčové inovace a provozní vlastnosti high-speed kamery HPV-X3. Hlavní důraz je kladen na technologii paralelního záznamu pomocí vestavěné paměti na senzoru, přesné synchronizační funkce, flexibilitu konstrukce a reálné aplikace v DIC analýze, zkoumání rázových vln, dynamiky bublin a mechanických zkouškách materiálů.

Použitá metodika a instrumentace

• HyperVision HPV-X3 s FTCMOS3 senzorem a paralelním přenosem dat
• HITS-TX série pro vysokorychlostní tahové zkoušky
• Systém Schlieren pro vizualizaci rázových vln
• Software pro Digital Image Correlation (DIC) integrovaný pomocí SDK
• Dual-kamerová synchronizace a externí vstupy/výstupy s přesností 5 ns

Hlavní výsledky a diskuse

• DIC analýza CFRP: vylepšené rozlišení senzoru zkracuje detekční dobu a zvyšuje přesnost měření napětí a deformace až před iniciací praskliny
• Vizualizace rázových a výbuchových vln: detekce šíření a odrazů rázové vlny v hliníkové destičce v reálném čase při 1 Mfps a 20 Mfps
• Bublinová dynamika v PVA gelu: sledování fází expanze a kolapsu bublin a doprovodných rázových vln s mikrosekundovým rozlišením
• Oscilace mikrobublin ve vodě: pozorování vysokofrekvenčního toku a sloupového průtoku během kontrakce bublin v mikrometrovém měřítku
• Kroužková zkouška skla: sledování iniciace a šíření prasklin s přesností nanosekundového časového rozlišení

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlé a vysoce rozlišené záznamy umožňují detailní analýzu dynamických procesů v materiálovém výzkumu i průmyslových testech
• Přesná synchronizace s vnějším osvětlením a dalšími zařízeními zvyšuje spolehlivost experimentů
• Modulární konstrukce a SDK rozhraní usnadňují integraci do existujících systémů a automatizaci měření

Budoucí trendy a možnosti využití

Anticipuje se rozvoj senzorů s vyšším počtem pixelů a větší pamětí pro delší záznamy. Dále se rozšíří aplikace ve strojovém učení pro automatickou analýzu obrazů, v medicíně pro studium rychlých biologických procesů a v automobilovém průmyslu pro bezpečnostní testy. Integrace více kamer vytvoří komplexní 3D snímání ultrarychlých jevů.

Závěr

HyperVision HPV-X3 představuje významný pokrok v oblasti ultrarychlé vizualizace díky paralelnímu záznamu přímo na senzoru, rozšířenému rozlišení a precizní synchronizaci. Kombinace těchto vlastností otevírá nové možnosti ve výzkumu i průmyslové praxi.

Reference

• Patenty: 04931160, 04844853, 04844854