CN108444597A - 一种成像性能稳定的条纹相机及条纹相机系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种成像性能稳定的条纹相机及条纹相机系统。在该条纹相机中，第一开关电源连接光电阴极P/C，第二开关电源连接栅网M，第三开关电源连接第一聚焦电极F1，第四开关电源连接第一阳极A1，第五开关电源连接第二聚焦电极F2，第二阳极A2和荧光屏P/S接地。第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源相互独立提供电压。通过实施本发明，采用五组独立开关电源独立供电，克服现有电阻串联分压的不稳定问题；通过在电源盒上以及在条纹相机的等位区内设置屏蔽层，避免外部电磁场干扰，使的测试结果更加准确。
Description
技术领域
本发明涉及条纹相机领域，更具体地说，涉及一种成像性能稳定的条纹相机及条纹相机系统。
背景技术
条纹相机也称扫描相机，是获取超快光辐射连续时空变化信息的重要诊断仪器，光超快现象的成像研究对自然科学、清洁能源、材料物理、光生物、光化学、超短激光技术、激光物理、高能物理等科学研究和技术领域具有重要作用。尤其是研究激光驱动惯性约束聚变中获得内爆动力学及内爆压缩信息，获取等离子辐射连续时空变化图像的不可或缺的诊断仪器。随着对条纹相机研究的深入，要求条纹相机的时、空、能谱诊断“精密化”，要求条纹相机不但具有高时空分辨率、大动态范围，且具有较高的工作稳定性。
当前条纹相机系统中分压器输出电压的稳定性显著影响条纹相机成像性能。参考图1和图2，分压器电路通常采用电阻串联式分压电路，这种分压电路结构简单成本低，但是对于普通电阻来说，当其内通过的电流增加，电阻温度升高，其阻值也会发生相应的变化，进而使分压器分压改变，条纹相机成像性能变差。虽然小电流电阻串联式分压电路使得电阻发热降低，但是电流热效应导致的分压改变依然存在。通常，为使条纹相机的聚焦电压具有一定可调区间，分压电路中需要具有一定的电流，因此，在电路串联式分压电路中电流热效应对分压稳定性的影响很难避免，尤其在相机长时间工作和待机后，电阻发热导致分压变化更大，相机成像稳定性更差。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述条纹相机的分压器采用串联电阻分压导致电压不稳定，以及易受外界电磁场干扰的缺陷，提供一种成像性能稳定的条纹相机及条纹相机系统。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种成像性能稳定的条纹相机，包括条纹变像管和独立式稳压电源组；
所述条纹变像管包括光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、以及荧光屏P/S；所述独立式稳压电源组包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源；
所述第一开关电源连接所述光电阴极P/C，所述第二开关电源连接所述栅网M，所述第三开关电源连接所述第一聚焦电极F1，所述第四开关电源连接所述第一阳极A1，所述第五开关电源连接所述第二聚焦电极F2，所述第二阳极A2和荧光屏P/S接地；所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源相互独立提供电压。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、荧光屏P/S依次排列。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源为负反馈式开关电源。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，还包括用于容置所述独立式稳压电源组的电源盒；
所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源放置在所述电源盒内。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述电源盒表面覆盖一层用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽膜，所述电磁屏蔽膜接地；
所述电磁屏蔽膜上设置有用于接线的接线孔。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述电磁屏蔽膜为金属屏蔽膜，所述金属屏蔽膜为铜箔、铝箔、金箔、银箔、铁箔中的一种。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述条纹变像管包括用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽桶，所述电磁屏蔽桶嵌套在所述条纹变像管的等位区管壳内。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，所述电磁屏蔽桶为坡莫合金桶。
优选地，本发明所述的成像性能稳定的条纹相机，还包括用于放置所述条纹变像管的真空室；
所述条纹相机为X射线条纹相机、紫外线条纹相机、可见光条纹相机、红外条纹相机中的一种。
另，本发明还提供一种成像性能稳定的条纹相机系统，包括上述的成像性能稳定的条纹相机，还包括CCD摄像机和电脑；
所述条纹相机的输入端接收光信号，所述CCD摄像机设置在所述条纹相机的输出端，用于采集所述条纹相机的荧光屏P/S上显示的图像；所述CCD摄像机连接所述电脑，将采集的图像传输至所述电脑。
实施本发明的一种成像性能稳定的条纹相机及条纹相机系统，具有以下有益效果：在该条纹相机中，第一开关电源连接光电阴极P/C，第二开关电源连接栅网M，第三开关电源连接第一聚焦电极F1，第四开关电源连接第一阳极A1，第五开关电源连接第二聚焦电极F2，第二阳极A2和荧光屏P/S接地；第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源相互独立提供电压。通过实施本发明，采用五组独立开关电源独立供电，克服现有电阻串联分压的不稳定问题；通过在电源盒上以及在条纹相机的等位区内设置屏蔽层，避免外部电磁场干扰，使的测试结果更加准确。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是现有技术中条纹相机系统的结构示意图；
图2是现有技术中串联电阻分压示意图；
图3是本发明一种成像性能稳定的条纹相机系统的结构示意图；
图4是本发明条纹变像管和独立式稳压电源组的连接示意图；
图5是本发明电源盒的结构示意图；
图6是本发明条纹变像管等位区管内嵌套坡莫合金桶的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
图3是本发明一种成像性能稳定的条纹相机系统的结构示意图。
具体的，该成像性能稳定的条纹相机系统包括成像性能稳定的条纹相机、CCD摄像机和电脑。条纹相机的输入端接收光信号，CCD摄像机设置在条纹相机的输出端，用于采集条纹相机的荧光屏P/S上显示的图像。CCD摄像机连接电脑，将采集的图像传输至电脑，电脑对图像进行处理得到测试结果。优选地，条纹相机为X射线条纹相机、紫外线条纹相机、可见光条纹相机、红外条纹相机等，条纹相机的输入端接收的光信号为快速光信号。
进一步，该成像性能稳定的条纹相包括条纹变像管和独立式稳压电源组，其中，条纹变像管包括光电阴极P/C(photocathode，P/C)、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、以及荧光屏P/S(phosphor screen，P/S)，光电阴极P/C即为条纹相机的输入端。光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、以及荧光屏P/S依次顺序排列，超快光信号照射光电阴极P/C，激发产生信号光电子，光电阴极P/C和栅网M形成均匀加速场，加速信号光电子。信号光电子在第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、以及第二阳极A2组成的聚焦区聚焦后，穿过偏转板DP，在荧光屏P/S上完成电光转化并成像。
进一步，独立式稳压电源组包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源，这五个开关电源相互独立，互不影响。优选地，第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源为负反馈式开关电源，根据负反馈提供稳定的静态高压输出。需要说明的是，本发明中使用的开关电源采用现有技术，也即第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源为现有技术，其具体结构和工作原理可参考现有技术，在此不再赘述。
图4是本发明条纹变像管和独立式稳压电源组的连接示意图。
具体的，第一开关电源连接光电阴极P/C，第二开关电源连接栅网M，第三开关电源连接第一聚焦电极F1，第四开关电源连接第一阳极A1，第五开关电源连接第二聚焦电极F2，第二阳极A2和荧光屏P/S接地；优选地，栅网M和第一阳极A1所需电压相同。第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源根据需求相互独立提供电压，保证静态高电压稳定输出，实现条纹相机核心部件条纹变像管的性能稳定。另外，考虑到通常条纹变像管工程设计和电极装架存在误差，需要调整聚焦电压对其成像进行补偿和校正时，该系统的好处还在于可以独立为光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2提供电压，且具有较大的调整空间，可针对每个条纹相机的参数进行个性化调节。相比于现有技术中电阻串联分压不便调节的缺点，具有较大进步，使得每一台条纹相机更方便进行校准，从而使成像性能达到最佳。
图5是本发明电源盒的结构示意图。
具体的，当条纹相机工作在复杂的电磁环境时，外部磁场会对内部开关电源造成干扰，特别是高频电磁场干扰。为避免外部电磁场干扰，本发明的成像性能稳定的条纹相机还包括用于容置独立式稳压电源组的电源盒，第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源放置在电源盒内。并且该电源盒表面覆盖一层用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽膜，电磁屏蔽膜接地。另外，电磁屏蔽膜上设置有用于接线的接线孔。优选地，电磁屏蔽膜选用可导电磁波的金属屏蔽膜即可，金属屏蔽膜包括但不限于铜箔、铝箔、金箔、银箔、铁箔等。
图6是本发明条纹变像管等位区管内嵌套坡莫合金桶的结构示意图。
具体的，条纹相机通常工作在复杂的电磁环境中，相机中信号光电子的飞行轨迹容易受到外界电磁场干扰，尤其在电子偏转后的等位区，电子飞行距离大，更容易受到干扰，从而使成像性能变差、扭曲甚至不成像。为解决该问题，本发明的成像性能稳定的条纹相机的条纹变像管包括用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽桶，电磁屏蔽桶嵌套在条纹变像管的等位区管壳内，实现对电磁场的屏蔽，特别是低频电磁场。进一步，在屏蔽电磁场干扰的同时，还可对等位区等势场的建立形成保护作用。优选地，电磁屏蔽桶为坡莫合金桶，坡莫合金桶对低频电磁场具有较好的屏蔽作用。
本发明的成像性能稳定的条纹相机还包括用于放置条纹变像管的真空室。
综上，通过实施本发明，采用五组独立开关电源独立供电，克服现有电阻串联分压的不便调节以及不稳定问题。通过在电源盒上以及在条纹相机的等位区内设置屏蔽层，避免外部电磁场干扰，使的测试结果更加准确。本发明通过对现有条纹相机存在的电源问题和电磁干扰问题进行改进，提高了条纹相机系统的性能，具有很好的实践效果。
以上实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据此实施，并不能限制本发明的保护范围。凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的涵盖范围。
Claims (10)
1.一种成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，包括条纹变像管和独立式稳压电源组；
所述条纹变像管包括光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、以及荧光屏P/S；所述独立式稳压电源组包括第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源；
所述第一开关电源连接所述光电阴极P/C，所述第二开关电源连接所述栅网M，所述第三开关电源连接所述第一聚焦电极F1，所述第四开关电源连接所述第一阳极A1，所述第五开关电源连接所述第二聚焦电极F2，所述第二阳极A2和荧光屏P/S接地；所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源相互独立提供电压。
2.根据权利要求1所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述光电阴极P/C、栅网M、第一聚焦电极F1、第一阳极A1、第二聚焦电极F2、第二阳极A2、荧光屏P/S依次排列。
3.根据权利要求1所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源为负反馈式开关电源。
4.根据权利要求1所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，还包括用于容置所述独立式稳压电源组的电源盒；
所述第一开关电源、第二开关电源、第三开关电源、第四开关电源、第五开关电源放置在所述电源盒内。
5.根据权利要求4所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述电源盒表面覆盖一层用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽膜，所述电磁屏蔽膜接地；
所述电磁屏蔽膜上设置有用于接线的接线孔。
6.根据权利要求4所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述电磁屏蔽膜为金属屏蔽膜，所述金属屏蔽膜为铜箔、铝箔、金箔、银箔、铁箔中的一种。
7.根据权利要求1所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述条纹变像管包括用于屏蔽电磁场的电磁屏蔽桶，所述电磁屏蔽桶嵌套在所述条纹变像管的等位区管壳内。
8.根据权利要求7所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，所述电磁屏蔽桶为坡莫合金桶。
9.根据权利要求1所述的成像性能稳定的条纹相机，其特征在于，还包括用于放置所述条纹变像管的真空室；
所述条纹相机为X射线条纹相机、紫外线条纹相机、可见光条纹相机、红外条纹相机中的一种。
10.一种成像性能稳定的条纹相机系统，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的成像性能稳定的条纹相机，还包括CCD摄像机和电脑；
所述条纹相机的输入端接收光信号，所述CCD摄像机设置在所述条纹相机的输出端，用于采集所述条纹相机的荧光屏P/S上显示的图像；所述CCD摄像机连接所述电脑，将采集的图像传输至所述电脑。
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