Nadpis Metodika zkoumání vysoce rychlých dějů Ústav metrologie a zkušebnictví Počítačová podpora metrologie (XPP)

Prezentace na téma: "Nadpis Metodika zkoumání vysoce rychlých dějů Ústav metrologie a zkušebnictví Počítačová podpora metrologie (XPP)"— Transkript prezentace:

1 Nadpis Metodika zkoumání vysoce rychlých dějů Ústav metrologie a zkušebnictví Počítačová podpora metrologie (XPP)

2 Slide 2 3/31/2015 Základní typy vysoce rychlých dějů 1.děje aperiodické 2.děje periodické 3.děje stochastické Ústav metrologie a zkušebnictví

3 Slide 3 3/31/2015 Vysokorychlostní kamerové systémy U rychlých průmyslových zařízení je často třeba provést záznam a analýzu extrémně rychlých dějů. Jedním z možností je využití vysokorychlostních snímacích zařízení tzv. vysokorychlostních kamer. Ty potom zachycují a ukládají digitální snímky do interní zabudované paměti, okud se dále ukládaní na kartu typu „Compact Flash“, nebo se stahují (např přes rozhrani Ethernet) do PC. Výhodou těchto zařízení je možnost zpomaleného přehrání, nebo i následná analýza dějů po jednotlivých snímcích, což umožní uživateli podrobně prostudovat snímané děje a rychle odhalit problémy. Kvalitní vysokorychlostní kamery pracují s rychlostí záznamu od 60snímků/sec až do 33 000 snímků/sec, ovšem s proměnnou rozlišitelností max rozlišitelnost = 800x600pix. min rozlišitelnost = 96x72 pix. Tedy obecně platí, že čím je vyšší snímací rychlost, tím je nižší pixelová rozlišitelnost Ústav metrologie a zkušebnictví

4 Slide 4 3/31/2015 Pixelová rozlišitelnost x rychlost snímání Ústav metrologie a zkušebnictví Charakteristické parametry vysokorychlostních kamer

5 Slide 5 3/31/2015 Typické použití vysokorychlostních kamer Letecký a automobilový výzkum (car crash text) Statické testování komponent vystavených silným nárazům Zvýšení rychlosti a efektivnosti robotických linek Posuzování zásadně důležitých bezpečnostních komponent (airbag test) Balistické testy, včetně testů výbušnin Analýza rychlých výrobních procesů (např. utváření třísek při vysokorychlostním obrábění) Základní typy vysokorychlostních kamer Kompaktní sestava (display je integrovanou částí kamery) (Trouble shooter) Samostatná kamera (s možností připojení periferních zařízení) (Olympus) Vysokorychlostní kamery – použití v průmyslu Ústav metrologie a zkušebnictví

6 Slide 6 3/31/2015 Shuttering – základní princip 1000 snímků/s „Shutter 1x“ Ústav metrologie a zkušebnictví 1000 snímků/s „Shutter 2x“ (tedy došlo k relativnímu zvýšení rychlosti snímání) 1.snímek2.snímek3.snímek1000.snímek 0.001 s 1 s Shutter 1x snímám 1.snímek 0.001 s 2.snímek 0.001 s snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s 1000.snímek snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s 1 s 0.001 s

7 Slide 7 3/31/2015 Vliv shutteringu na na snímání periodického děje „Shutter 1x“ 1.snímek2.snímek3.snímek1000.snímek 0.001 s Shutter 1x snímám 1.snímek 2.snímek3.snímek1000.snímek Ústav metrologie a zkušebnictví

8 Slide 8 3/31/2015 Vliv shutteringu na na snímání periodického děje „Shutter 2x“ 1.snímek 2.snímek snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s 1000.snímek snímámnesnímám Shutter 2x 0.0005 s Ústav metrologie a zkušebnictví

9 Slide 9 3/31/2015 Praktické použití Shutteringu je nad 1000 snímků/sec Vyšší rychlost záznamu x nižší Shutter Lepší představa o plynulosti pohybu Vyhodnocovaný objekt je opticky přesně definován Při vyšším početu snímků, ovšem klesá pixelová rozlišitelnost (pixels per frame) Nižší rychlost záznamu x vyšší Shutter Horší představa o plynulosti pohybu Vyhodnocovaný objekt není přesně opticky definován Relativní zvýšení rychlosti snímání při vyšší pixelové rozlišitelnosti(pixels per frame) Shuttering – možnosti, výhody / nevýhody Ústav metrologie a zkušebnictví

10 Slide 10 3/31/2015 Tři konfigurace vysokorychlostní kamery i-Speed II (Olympus) I Vysokorychlostní kamerai-Speed II je samostatná jednotka osazená CMOS snímačem a procesorem zajišťujícím rozlišení 800x600 pixelů při rychlosti 1000 snímků/sec. i-Speed II s RCP(Remote Control Pad) Ústav metrologie a zkušebnictví RCP je malá a zároveň lehká ovládací jednotka pro rychlé ovládání iSpeed II. Obraz lze pozorovat na standardním obrazovce, nebo na SVGA monitoru, resp. je možno provádět záznam na digitální záznamové zařízení.

11 Slide 11 3/31/2015 Tři konfigurace vysokorychlostní kamery i-Speed II (Olympus) II i-Speed II s CDU (Controller Display Unit) Ústav metrologie a zkušebnictví Jednotka CDU obsahuje LCD obrazovku (8.4´´) s vysokým rozlišením. Je možno též připojit přídavnou obrazovku, monitor, nebo PC. Jednotka obsahuje uživatelské menu (režim Quick a Speed) sloužící ke kompletnímu ovládání vysokorychlostní kamery. Je též možno provést tzv. optimalizaci ukládání dat

12 Slide 12 3/31/2015 Tři konfigurace vysokorychlostní kamery i-Speed II (Olympus) III i-Speed II s připojením k PC Ústav metrologie a zkušebnictví Software umožňuje přes rozhrani Ethernet ovládat až 255 vysokorychlostních kamer umístěných pod vlastními IP čísly v síti.

13 Slide 13 3/31/2015 Ústav metrologie a zkušebnictví Vysokorychlostní kamera e-Speed II – základní části

14 Slide 14 3/31/2015 Časová synchronizace kamer Ústav metrologie a zkušebnictví Snímkovací kmitočet kamery může být určen vnějším zařízením (další kamerou). V tomto případě se kamera nejen přizpůsobí snímkovanému kmitočtu připojené kamery, ale také pořizuje snímky prakticky ve stejný okamžik jako připojená kamera (časová tolerance +/- 25ns). Tím lze jeden jev sledovat více kamerami a snímky budou přesně synchronizované. Synchronizační puls má šířku 1 mikrosekundu, jehož náběžná hrana představuje začátek integrační fáze. Slouží tedy k synchronizaci dalších kamer.

15 Slide 15 3/31/2015 Ústav metrologie a zkušebnictví Možnost připojení dvou uživatelských zařízení Kromě záznamu obrazového děje dokáže kamera zaznamenávat dva analogové signály (např. signály z externích tlakoměrů). Tyto jsou digitalizovány s rozlišením 8 bitů a uloženy ve vnitřní vyrovnávací paměti spolu s nasnímaným obrazovým dějem. Signály jsou vzorkovány kmitočtem souvisejícím se snímkovacím kmitočtem. Tedy na jeden snímek obrazového děje je možno nastavit interval snímání vzorků (1,100)vzorků/snímek

16 Slide 16 3/31/2015 Základní způsoby osvětlení měřeného objektu Přímé osvětlení Všeobecné a jednoduché osvětlení Ústav metrologie a zkušebnictví

17 Slide 17 3/31/2015 Podsvětlení Zvýrazňuje siluety objektu, vhodné pro měření Kontrola vlákna žárovky přímé osvětlení využití podsvětlovacího panelu Ústav metrologie a zkušebnictví Základní způsoby osvětlení měřeného objektu

18 Slide 18 3/31/2015 Rozptýlené osvětlení Rovnoměrné osvětlení objektu ze všech směrů Expirační údaj na hliníkové fólii přímé osvětlení rovnoměrně rozptýlené Základní způsoby osvětlení měřeného objektu Ústav metrologie a zkušebnictví

19 Slide 19 3/31/2015 Souosé osvětlení Rovnoměrné osvětlení bez stínů Verifikace kontaktů plastového konektoru přímé osvětlení souosé Základní způsoby osvětlení měřeného objektu Ústav metrologie a zkušebnictví

20 Slide 20 3/31/2015 Konec VII.bloku Ústav metrologie a zkušebnictví