頻閃燈

　　使用區(qū)別

　　"電子閃光燈"則用于一般的攝影，它和頻閃燈是有區(qū)別的。電子閃光燈在每次閃光后，必須等待一段時間給電容器充電，才能再次閃光。

　　由于一般攝影用的電子閃光燈是早期進行頻閃放電實驗時取得一項成果，所以"頻閃燈"這個詞就逐漸被普遍地用來代表一切電子閃光燈了。多年不嚴謹?shù)氖褂茫尨蠖鄶?shù)攝影者都認為"頻閃燈"就是"電子閃光燈"。在本課中，我們遵照習慣，也將交替地使用"頻閃燈"和"電子閃光燈"兩個詞。因為人們已經(jīng)普遍地接受了這種用法。

　　使用原理

　　自動曝光

　　我們現(xiàn)在使用的頻閃燈很可能就具有自動曝光模式。它是怎樣實現(xiàn)自動曝光的呢？說起來，這應該是現(xiàn)代電子學的一個小小奇跡。從本質(zhì)看，自動頻閃裝置的工作原理如下：

　　在頻閃燈閃光的一瞬間，裝在閃光裝置內(nèi)的光敏元件對被攝物反射回的光線進行測量，如圖12.7所示。當照射物體的光線足以正常曝光時，該光敏元件即激發(fā)復雜的電子線路關(guān)閉頻閃燈。被攝物體正常曝光所需的光量越大，閃光的持續(xù)時間越長。

　　這聽起來非常簡單，但必須在短短的1/50000秒內(nèi)對是否關(guān)閉閃光燈作出決定則并不是那么容易的。例如目前流行的頻閃裝置中，最短的曝光時間恰好是1/50000秒，而最長的曝光時間也只不過是短短的1/1000秒。電子線路必須在這兩個極限時間內(nèi)選擇一個適當?shù)臅r間關(guān)閉閃光燈。

　　使用自動頻閃燈時，我們務必要仔細看看裝置后面的撥盤，根據(jù)所用膠片的ASA感光度在撥盤上查出拍攝時應該使用的f制光圈。依照查出的數(shù)值設定好光圈，然后對閃光燈有效范圍之內(nèi)的被攝物進行拍攝。閃光燈的使用手冊會詳細注明它的有效范圍，例如4 ~ 30英尺（大約1.2 ~9米）。

　　必須要注意的是，這種自動的作用只有在所謂"正常"的情況下才是可靠的。使用這種系統(tǒng)時，我們必須非常明確地理解光敏元件測測量的的對象到底是什么。例如，我們在拍攝白色桌面上一枚小小的暗色硬幣時，光敏元件讀取的是白色桌面反射回來的光線，因此暗色的硬幣會曝光不足。出由這個原因，大數(shù)多自動頻閃裝置都具有手動作用，使我們可以回避其自動作用。

　　原理應用

　　現(xiàn)在，頻閃燈已被廣泛應用于軍工、航天、鋼鐵業(yè)、 印刷包裝業(yè)、造紙業(yè)、船舶制造、汽車工業(yè)、輪胎檢測、電機測試、計量、產(chǎn)品研發(fā)等行業(yè)領(lǐng)域。具體應用于：對飛機引擎的運行、震動進行視覺監(jiān)測；鋼材冷軋車間以及薄板鍍層車間，視覺監(jiān)測產(chǎn)品表面缺陷；螺旋槳，渦輪機及推進系統(tǒng)中氣蝕現(xiàn)象的監(jiān)測；紙制品表面質(zhì)量檢測和紙幅成形過程的檢測；印刷包裝生產(chǎn)過程質(zhì)量檢查：如奶包生產(chǎn)的質(zhì)量視覺檢查；葉輪機的可視檢測；發(fā)動機研制過程中監(jiān)測噴油性能；尾氣處理裝置的震動頻率分析；輪胎測試；攝像、高速成像以及視頻技術(shù)；監(jiān)控電纜的標記和捻線機工作情況；非接觸性轉(zhuǎn)速測量；飲料加工行業(yè)在線產(chǎn)品檢查；帶光導體的頻閃檢測儀的顯微鏡和內(nèi)窺鏡應用等。

　　主要功能

　　測速

　　頻閃燈本身可以發(fā)出短暫又頻密的閃光，當調(diào)節(jié)頻閃燈的閃動頻率,使其與被測物的轉(zhuǎn)動或運動速度同步時,被測物雖然高速運動著,但看上去卻是是靜止畫面,而此時頻閃燈的閃光速度即為被檢測物體轉(zhuǎn)速和運動頻率。利用此原理可以測量圓轉(zhuǎn)體，如馬達、齒輪、滑輪、轉(zhuǎn)動軸或風扇等速度，另外還可以測量反覆震動體，如氣動鎚、離心分離機或震動送料臺等的速度。

　　我們以測量電扇轉(zhuǎn)速為例，若頻閃儀的閃光頻率(n次/分)正好與電扇的旋轉(zhuǎn)速度(n次/分)相等，那么當頻閃燈閃光時，電扇葉片必將位于上次閃光時所在的位置，由于視覺暫留的緣故，電扇的葉片看上去好像根本未動。這就是說，當頻閃燈的閃光頻率與被測物體的轉(zhuǎn)動速度相等時，轉(zhuǎn)動物體看上去好像靜止一般，呈現(xiàn)為一個靜止的圖像。

　　監(jiān)測質(zhì)量

　　除了測速以外，利用頻閃燈視覺暫留現(xiàn)象使人目測就能輕易觀測到高速運動物體的表面質(zhì)量，進行觀察或分析。隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，越來越多的行業(yè)開始使用頻閃燈作為封罐機械、印刷機械、紡織機械或其他自動化機械等做品管或維護工具 ,來幫助解決產(chǎn)品質(zhì)量檢驗問題。

　　頻閃燈在測量直線工作的物體，如印刷機及檢品機等的操作上，并非是用來測量“印刷滾筒或馬達”的轉(zhuǎn)速，而是希望獲得同步靜止畫面，以監(jiān)控其印刷品質(zhì).換言之,欲調(diào)整頻閃燈閃光速率時,應依據(jù)“每分鐘拉出多少張畫面”的頻率來調(diào)整,而非依據(jù)“每分鐘拉出多少米”調(diào)整。在實務上我們以印刷機為例：

　　假設印刷機每分鐘印出 100Meters,且印出之圖面長度為10cm,則該等機械每分鐘應是印出1000張圖面.其計算方法如下:

　　1 米 ÷ 10cm = 10 張……………表示每米包括 10 張圖面。

　　10 張 × 100 米(每分鐘)=1000 張……表示每分鐘印出 1000 張圖面。

　　此時,如將頻閃燈的閃光速率調(diào)整到 1000FPM 后,即可輕易獲得清晰之同步靜止畫面。因此,如果尋找直線運送中圖面的同步靜止畫面,應預先以上列的計算法,算出每分鐘印出多少張圖面后,再來調(diào)整頻閃燈的閃光速率,將可較輕易獲得其同步靜止畫面。同理,也可輕易地換算出該設備的產(chǎn)量。

　　使用方法

　　內(nèi)部控制

　　該頻閃燈是以固定頻率閃光，適合于機器速度比較穩(wěn)定的場合，因為此時被觀測對象也是以一個穩(wěn)定的頻率出現(xiàn)，從而可以實現(xiàn)比較好的觀測效果。具體步驟如下:

　　1) 先估測圖案的運動頻率，具體估算方法在前面印刷機案例中已有介紹。

　　2) 將頻閃燈的閃光源照射向被測物體。

　　3) 由高頻往低頻方向調(diào)整到估算頻率,再微調(diào)直到被測物體顯現(xiàn)出第一個清晰的同步靜止畫面為止。在確認靜止畫面時可借由該被測物體的外、輪廓、標記等等,來確認是否與停止不動時的畫面完全相同,也可以調(diào)整其兩倍的頻率，來確認是否存在兩個重疊影像,從而確定其一倍頻率時的影像,絕對是真實同步靜止畫面,也是其真實的 RPM或 FPM。

　　4) 讀出數(shù)字幕上所顯示的數(shù)值,即是該被測物體之每分鐘的工作次數(shù)(或稱RPM;或稱 FPM)。

　　外部控制

　　當機器速度不斷變化時，被觀測對象的頻率也不斷變化，此時以固定頻率閃光的內(nèi)部控制模式不能適應，此時應當采用外部控制模式。通過自動同步頻閃燈外接傳感器獲取外部圖像的信號，來一個圖案，頻閃燈就閃光一次，從而實現(xiàn)圖案的自動同步跟蹤。