高速相机在落锤冲击实验中的运用

发布时间：2016-01-05

落锤冲击实验是科研学者们在研究钢筋混凝土梁抗冲击性能时常用的实验手段。因为钢筋混凝土结构在长期的使用过程中很可能会遭受各种冲击荷载的作用，如交通工具的碰撞、爆炸或者水流海浪的冲击等。因此在某些特殊的结构设计中应考虑这些冲击荷载的作用。作为混凝土结构中最基本的构件，钢筋混凝土梁的抗冲击性能是土木工程防灾减灾领域研究的重要课题之一。然而高速相机在这实验中又什么作用呢？

第一，能够以影像的形式完整的记录整个实验过程。对于同样环境的实验，研究者们就无需再耗时耗力重新做一次，既节省了人力、时间成本，又可以循环使用、学习。

第二，通常我们肉眼能够识别25fps,而高速相机能够以1000fps以上的帧率记录实验，可以发现很多人眼无法获得的瞬间图，如钢筋混凝土在刚撞击那瞬间的变形状态，如下图是冲击瞬间的裂纹发展图。

图1

第三，通过高速相机拍摄的画面，可以将不同实验下的情况进行对比，分析不同冲击下钢筋混凝土的状态。如图2就是在不同高度不同冲击力下的钢筋混凝土的受损状况。

图2

由于各个学校实验环境不一，冲击梁的长度也不一定相同，对高速相机的参数要求也不一致。有的要求不是很高的可以用德国Optronis CL600*2 高速相机，该高速相机在全分辨率1280*1024时的帧率可达500fps，而有的要求高，则可以用德国Optronis CP80-3-M-540 高速相机（1696*1710@540fps ）或CP80-4-M-500高速相机（2304×1720@540fps）。

深圳市仰望科技有限公司，这些年在高速摄像采集及高速存储领域做了很多研发，不仅能够实现实时无损无压缩长时间拍摄存储，还可以实现高速摄影测量，如标志物在撞击瞬间的位移、速度、加速度等。

以上只是高速相机在落锤冲击实验中的一些基础运用，还有很多运用需要我们去尝试、去发掘，让高速相机延伸我们的视觉，是我们仰望科技一贯的使命！