Akademien

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Seit Jahren wird die Hochgeschwindigkeitsbildgebung in Forschungslabors und akademischen Einrichtungen auf der ganzen Welt eingesetzt, um Studenten und Lehrkräften eine detaillierte Analyse einer Vielzahl von Ereignissen zu ermöglichen. Zu den gängigen Anwendungen und Techniken im akademischen Bereich gehören unter anderem die digitale Bildkorrelation (DIC), Particle Image Velocimetry (PIV), Mikrofluidik, Schlieren, Verbrennungsforschung und vieles mehr. Um mehr über die einzelnen Anwendungen und Techniken zu erfahren oder um herauszufinden, welcher Typ von Photron-Hochgeschwindigkeitskamera für diese Anwendungen am besten geeignet ist, klicken Sie einfach auf den Titel des jeweiligen Abschnitts.

Anwendungen und Techniken

Digitale Bildkorrelation

Die digitale Bildkorrelation wird seit Jahren sowohl in der Luft- und Raumfahrt als auch in der Verteidigungsindustrie eingesetzt. DIC ist ein 2D- oder 3D-Bildgebungsverfahren, das zur Messung von Verformung, Vibration und Dehnung in Materialien eingesetzt wird.

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Particle Image Velocimetry

PIV spielt eine wichtige Rolle für das Verständnis der grundlegenden physikalischen Zusammenhänge komplexer Strömungen. PIV verfolgt die Geschwindigkeit von mikroskopisch kleinen Tracerpartikeln in Gasen oder Flüssigkeiten, indem es ihre Geschwindigkeit aufzeichnet und die Strömung visualisiert.

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Mikrofluidik

Mikrofluidik ist die Wissenschaft von der Manipulation und Kontrolle von Flüssigkeiten durch Mikrokanäle. Für diese Art der Forschung sind mikrominiaturisierte Geräte erforderlich, die Kammern enthalten, durch die Flüssigkeiten fließen oder eingeschlossen sind.

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Schlieren

Schlierenbilder in der Luft- und Raumfahrt und im Verteidigungsbereich liefern wichtige visuelle Daten darüber, wie sich unsichtbare Elemente wie Luft und Gas in verschiedenen Umgebungen bewegen und reagieren.

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Virtuelles Ingenieurlabor mit Photron-Hochgeschwindigkeitskameras für die Luftfahrtforschung

Das National Institute for Aviation Research (NIAR) der Wichita State University setzt in seinem Virtual Engineering Laboratory Hochgeschwindigkeits-Digitalkameras von Photron für eine Reihe von Tests ein, z. B. für dynamische Ereignisse mit hohem Aufprall.

Laborleiter Gerardo Olivares verwendet die FASTCAM SA-Z-Modelle von Photron, um hochauflösende Bilder von Ereignissen aufzunehmen, die für das Auge zu schnell ablaufen. Die SA-Z Hochgeschwindigkeitskameras erfassen bis zu 20.000 Bilder pro Sekunde bei voller Auflösung von 1024 x 1024 Pixeln.

Das Virtual Engineering Laboratory verfügt über vier Photron SA-Z Kameras, davon zwei Farb- und zwei Monochrommodelle. Olivares sagt, dass die Flexibilität der Bildrate und die hervorragende Qualität der Bildauflösung die FASTCAM SA-Z zu einer idealen Hochgeschwindigkeitskamera für ihre Prüfprozesse machen.

Hochgeschwindigkeitsfotografie und digitale optische Messtechniken für Geomaterialien: Grundlagen und Anwendungen

Geomaterialien (d. h. Fels, Sand, Boden und Beton) werden zunehmend in extremen Umgebungen angetroffen und verwendet, was die Höhe des Drucks und die Belastungsrate betrifft. Für ein besseres Verständnis der mechanischen Reaktion von Materialien auf Stoßbelastungen ist eine geeignete Hochgeschwindigkeitsdiagnostik unabdingbar. Eine dieser Diagnosemethoden ist die Hochgeschwindigkeitsfotografie, die in Kombination mit einer Vielzahl digitaler optischer Messverfahren detaillierte Einblicke in Phänomene wie Bruch, Aufprall, Fragmentierung und Eindringen in geologische Materialien ermöglicht. Dieser Bericht beginnt mit einem kurzen Überblick über die Geschichte der Hochgeschwindigkeitsfotografie. In Abschnitt 2 wird der aktuelle Stand der Technik bei Hochgeschwindigkeitskameras erörtert, einschließlich eines Vergleichs zwischen ladungsgekoppelten Sensoren und komplementären Metalloxid-Halbleitersensoren. Die Anwendung der Hochgeschwindigkeitsfotografie bei geomechanischen Experimenten wird in Abschnitt 2 zusammengefasst. 3. Abschnitt 4 befasst sich mit digitalen optischen Messtechniken, darunter photoelastische Beschichtung, Moiré, Kaustik, holografische Interferometrie, Particle Image Velocimetry, digitale Bildkorrelation und Infrarot-Thermografie, in Kombination mit Hochgeschwindigkeitsfotografie zur Erfassung transienter Phänomene. Der letzte Abschnitt enthält eine kurze Zusammenfassung und eine Diskussion über künftige Entwicklungen auf diesem Gebiet.