頻閃儀是指控制光源發(fā)光，以特定頻率快速閃動(dòng)的光學(xué)測量儀器。頻閃儀可以發(fā)出短暫又頻密的閃光，當(dāng)閃光頻率與被測物體的轉(zhuǎn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)速度接近或同步時(shí)，利用眼睛的視覺暫留或視頻同步，能輕易觀測到高速運(yùn)動(dòng)物體的表面質(zhì)量或運(yùn)行狀況。

  簡單地講，頻閃光源是指一種可以快速閃動(dòng)的光源。而頻閃儀則是指可以用來產(chǎn)生這種光源的儀器，通常用來觀察快速移動(dòng)或者震動(dòng)物體，使高速運(yùn)動(dòng)物體看上去像靜止的一樣

  頻閃儀可以產(chǎn)生非常短的光脈沖，其持續(xù)時(shí)間只有1/100000秒。這些高亮度的短暫閃光把高速運(yùn)動(dòng)物體的圖象“靜止”在人的視網(wǎng)膜上，使人的大腦得到一個(gè)非常清晰，靜止的圖象。當(dāng)物體繼續(xù)移動(dòng)時(shí)，你就可以看到一幅幅靜止的圖象。

  大多數(shù)的人都能把頻閃光源與那些用來檢測馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)的光源起來。在這些應(yīng)用當(dāng)中，頻閃的頻率都比較低，人們可以很輕易地感覺到頻閃，因?yàn)槊看伍W動(dòng)中間間隔的時(shí)間都比較長。在這些應(yīng)用當(dāng)中，頻閃光源的頻閃頻率一般都在10-30次/秒左右。所以看上去會(huì)有一種明顯抖動(dòng)的感覺，這就是所謂的閃動(dòng)效應(yīng)。

  當(dāng)一個(gè)物體在你面前經(jīng)過的時(shí)候，你的肉眼根本沒時(shí)間進(jìn)行聚焦。所以呈現(xiàn)在你眼前的將是一片模糊的景象，模糊的程度取決于運(yùn)動(dòng)物體的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)物體距離你眼睛的距離。一個(gè)比較容易解釋的例子就是：高速運(yùn)動(dòng)的風(fēng)扇的葉片，在葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，人的肉眼只能看到一片模糊，俗稱運(yùn)動(dòng)模糊現(xiàn)象

當(dāng)一個(gè)物體以100米/分鐘的速度運(yùn)行時(shí)，人的肉眼就*無法看清運(yùn)動(dòng)物體了，而當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體的移動(dòng)速度在50-100米/分鐘時(shí)， 人的肉眼勉強(qiáng)可以看見運(yùn)動(dòng)物體，但將非常吃力。在高速運(yùn)動(dòng)物體面前，人眼的局限性開始暴露出來，無法對高速運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行有效的聚焦。

   人眼的視覺形成過程類似于照相機(jī)的成像過程。當(dāng)膠片上的化學(xué)物質(zhì)被暴光后，形成影象留在底片上。當(dāng)你要拍攝的物體在運(yùn)動(dòng)時(shí)，所拍攝的圖象是模糊的。為了使所拍攝的圖象更清晰，xx師就需要增加照相機(jī)的快門速度，更快的快門速度可以減少光線透過鏡頭作用到膠片上?？扉T打開的時(shí)間越短，運(yùn)動(dòng)物體在拍攝期間的運(yùn)動(dòng)位移也就越小，因而圖象越清晰。但顯而易見的是，我們無法去改變?nèi)搜鄣?ldquo;快門”，因此，我們必須找到另外一種形式的可以“增加”人眼快門的方法。頻閃光源的短暫脈沖光使運(yùn)動(dòng)物體在脈沖光的持續(xù)時(shí)間內(nèi)靜止下來的效果類似于照相機(jī)的快門功能。Unilux頻閃儀脈沖光源的持續(xù)時(shí)間只有10-20微妙，激發(fā)人的視網(wǎng)膜，產(chǎn)生一種運(yùn)動(dòng)物體靜止的效果。一個(gè)運(yùn)動(dòng)速度高達(dá)600米/分鐘的物體在這個(gè)瞬間也就移動(dòng)了0.1毫米，這個(gè)幾乎可以忽略不記的位移在人眼看來就像靜止的一樣，模糊消失了，取而代之的是非常清晰的圖象。當(dāng)增加頻閃儀的頻閃頻率的時(shí)候，在你的眼前將形成一系列的清晰圖象。 

基本類型

工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的復(fù)雜多樣造成了對頻閃檢測儀的不同需求，按照應(yīng)用環(huán)境和使用方式的不同，將頻閃儀分為便攜式、在線式、燈頭分離式，型和通用型等。特殊應(yīng)用的頻閃儀還有帶有靜像視頻檢查功能的靜止畫面系統(tǒng)、防爆、防水、UV等種類。

手持便攜式頻閃儀特點(diǎn)是便于隨身攜帶，小巧輕便，這種頻閃儀多使用大容量的鎳氫充電電池供電，這樣便于頻閃儀在生產(chǎn)線的不同位置更靈活的使用。在工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)檢過程中這種頻閃儀多被用在故障源的尋找上。

燈頭分離式頻閃儀，在使用時(shí)需要接入220V的交流電源該系列儀器都帶有單獨(dú)的電氣控制箱，燈頭體積較大，一般采用固定式安裝，其特點(diǎn)是：亮度高、照射面積大、燈管壽命長、可連續(xù)作業(yè)。

基本構(gòu)成

頻閃燈的工作原理是根據(jù)設(shè)定的頻率或根據(jù)外觸發(fā)頻率來控制閃光燈的閃爍頻率，作為一個(gè)完整的系統(tǒng)包括人機(jī)顯示界面、 調(diào)節(jié)和功能選擇按鍵、 閃光控制模塊、 閃光燈供電模塊和外觸發(fā)自動(dòng)跟蹤模塊等。

工作原理

在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中 ,采用 LED數(shù)碼管作為人機(jī)顯示界面。LED顯示具有高亮、長壽命、 控制方便等特點(diǎn) ,只要保證驅(qū)動(dòng)電路的可靠性 ,就可以保證人機(jī)界面的長期工作的穩(wěn)定性。參數(shù)設(shè)定或功能選擇方面采用高可靠性的歐姆龍輕觸按鍵和具有快速調(diào)節(jié)功能的旋轉(zhuǎn)編碼器作為數(shù)據(jù)輸入元件 ,配以合理的軟件來提高參數(shù)設(shè)定的速度和方便性。作為一個(gè)使用比較方便的產(chǎn)品 ,必須具有參數(shù)保存的功能 ,在這里采用了非易失性存儲(chǔ)器 ,存放頻率、 工作模式等參數(shù)。

為了達(dá)到使用方便、 性能穩(wěn)定、 控制等效果 ,整個(gè)軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)就顯得很重要。另外 ,在頻閃燈控制系統(tǒng)中還存在一個(gè)核心和難點(diǎn)的技術(shù) ,就是要保證閃光燈的供電電壓穩(wěn)定。只有保證電壓的穩(wěn)定性才能保證燈管閃爍的亮度一致 ,才能使閃光燈在高頻的情況下不會(huì)出現(xiàn)漏閃現(xiàn)象。因?yàn)闊艄茉诓煌l段閃爍的時(shí)候消耗的功率是不定的 ,所以難以控制。當(dāng)頻閃燈作為光源用于印刷質(zhì)量檢驗(yàn)時(shí) ,對頻閃燈的性能又提出了一個(gè)更高的要求。頻閃燈在收到觸發(fā)信號后至燈管閃爍的時(shí)間必須一致 ,所以程序控制和電路設(shè)計(jì)就顯得更為重要。

具體操作步驟

1) 先估測圖案的運(yùn)動(dòng)頻率。頻閃儀在測量直線工作的物體，如印刷機(jī)及檢品機(jī)等的操作上，并非是用來測量“印刷滾筒或馬達(dá)”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)整頻閃儀閃光速率時(shí),應(yīng)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(shí)務(wù)上我們以印刷機(jī)為例：

假設(shè)印刷機(jī)每分鐘印出 100Meters,且印出之圖面長度為10cm,則該等機(jī)械每分鐘應(yīng)是印出1000張圖面.其計(jì)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(shí),如將頻閃儀的閃光速率調(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(yùn)送中圖面的同步靜止畫面,應(yīng)預(yù)先以上列的計(jì)算法,算出每分鐘印出多少張圖面后,再來調(diào)整頻閃儀的閃光速率,將可較輕易獲得其同步靜止畫面。同理,也可輕易地?fù)Q算出該設(shè)備的產(chǎn)量。

2) 將頻閃儀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*個(gè)清晰的同步靜止畫面為止。在確認(rèn)靜止畫面時(shí)可借由該被測物體的外、輪廓、標(biāo)記等等,來確認(rèn)是否與停止不動(dòng)時(shí)的畫面*相同,也可以調(diào)整其兩倍的頻率，來確認(rèn)是否存在兩個(gè)重疊影像,從而確定其一倍頻率時(shí)的影像,是真實(shí)同步靜止畫面,也是其真實(shí)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)。

以上步驟適合于機(jī)器速度比較穩(wěn)定的場合，因?yàn)榇藭r(shí)被觀測對象也是以一個(gè)穩(wěn)定的頻率出現(xiàn)，從而可以實(shí)現(xiàn)比較好的觀測效果。此外，當(dāng)機(jī)器速度不斷變化時(shí)，被觀測對象的頻率也不斷變化，此時(shí)以固定頻率閃光的內(nèi)部控制模式不能適應(yīng)，此時(shí)應(yīng)當(dāng)采用外部控制模式。通過自動(dòng)同步頻閃儀外接傳感器獲取外部圖像的信號，來一個(gè)圖案，頻閃儀就閃光一次，從而實(shí)現(xiàn)圖案的自動(dòng)同步跟蹤。

技術(shù)指標(biāo)

經(jīng)過特別設(shè)計(jì) ,系列化的頻閃儀外觀如下圖所示 ,主要技術(shù)指標(biāo)如下:

(1)電 源:交流 220 ± 10%V, 2A, 50Hz。

(2)功 率:zui大功率低于 200W。

(3)內(nèi)觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。

(4)外觸發(fā)頻率范圍: 1～500Hz。

(5)單次工作時(shí)間:由功能鍵任意設(shè)定 (單位:30 s)。

(6)環(huán)境光照度:低于 10 000 lx。

(7)外部觸發(fā)信號范圍: 5～12V脈沖信號。

(8)照射zui大寬度:視頻閃儀長度而定。

(9)尺寸 (長 × 寬 × 高 ) :800mm × 115mm × 180mm (三聯(lián) ) ,1250mm × 115mm × 180mm (四聯(lián))。

頻閃儀

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