JPS5815778B2 - High speed photography device - Google Patents
High speed photography deviceInfo
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- JPS5815778B2 JPS5815778B2 JP9154779A JP9154779A JPS5815778B2 JP S5815778 B2 JPS5815778 B2 JP S5815778B2 JP 9154779 A JP9154779 A JP 9154779A JP 9154779 A JP9154779 A JP 9154779A JP S5815778 B2 JPS5815778 B2 JP S5815778B2
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- JP
- Japan
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- speed
- rotating disk
- welding
- slit
- phenomenon
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- Expired
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- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高速度で移動する物体の撮影、特に溶接アーク
現象の撮影に好適な装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an apparatus suitable for photographing objects moving at high speed, particularly for photographing welding arc phenomena.
たとえばアーク溶接においてはアーク現象を撮影、記録
し、現象を解析することは溶接棒や溶接法の改良研究上
極めて重要なことである。For example, in arc welding, photographing, recording, and analyzing arc phenomena are extremely important for research on improving welding rods and welding methods.
しかし溶接アーク現象は不規則で急激に変動しており、
しかも強い光を発しているので肉眼観察はできない。However, the welding arc phenomenon is irregular and fluctuates rapidly;
Moreover, it emits strong light, so it cannot be observed with the naked eye.
また一般のカメラで撮影して観察する方法が考えられる
が、現象が速いために像が流れてしまう。Another option is to take a picture with a regular camera and observe it, but the phenomenon is so fast that the image is blurred.
例えばMIG溶接における溶滴のスプレー移行現象では
溶滴の移行速度は2〜3m1秒にもおよぶ。For example, in the spray transfer phenomenon of droplets in MIG welding, the transfer speed of droplets is as high as 2 to 3 ml seconds.
今仮に3m/秒とすると一般カメラの最高シャッター速
度は1/1000秒程度であり、このシャッター速度で
撮影すると3mmも像が流れることになる。If we assume that the speed is 3 m/sec, the maximum shutter speed of a general camera is about 1/1000 sec, and when shooting at this shutter speed, the image will move by 3 mm.
この模擬図を第1図に示す。実像が第1図aのようであ
っても撮影して得られた像はbのようになる。This simulated diagram is shown in Figure 1. Even if the real image is as shown in Figure 1a, the image obtained by photographing will be as shown in b.
これらの理由により、溶接アーク現象を観察するには高
速度シネカメラで撮影する方法が一般的である。For these reasons, it is common to use a high-speed cine camera to observe welding arc phenomena.
高速度シネカメラには(1)間欠かき下し式、(2)プ
リズム式が広(使用されているが、いずれも溶接アーク
現象を細部にわたって解明するには不適当である。The (1) intermittent lowering type and (2) prism type are widely used as high-speed cine cameras, but both are inappropriate for elucidating welding arc phenomena in detail.
すなわち間欠かき下し式高速度カメラは露光中に光学系
、フィルム面共に完全に静止しているため良好な画質を
得られるが、撮影速度を高めようとすると慣性力が増加
し、簡単な機構ではフィルムを常時一定位置で固定する
ことが不可能となる。In other words, high-speed intermittent lowering cameras can obtain good image quality because both the optical system and the film surface are completely stationary during exposure, but if you try to increase the shooting speed, the inertia increases and the simple mechanism In this case, it is impossible to fix the film at a fixed position all the time.
したがって現在ある間欠かき下し式高速度カメラの最高
撮影速度は1000コマ/秒程度であり、この程度の撮
影速度で溶接アーク現象を撮影すると、前述のように現
象が速いために像がボケる。Therefore, the maximum shooting speed of the current intermittent lowering type high-speed cameras is about 1000 frames per second, and if you shoot the welding arc phenomenon at this shooting speed, the image will be blurred because the phenomenon is fast as described above. .
またプリズム式高速度カメラはフィルムを連続的に送り
、そのために生じる像のブレを防ぐように撮影レンズと
フィルムの間に補正用の回転プリズムを入れたものであ
る。In addition, a prism-type high-speed camera continuously feeds film, and a rotating prism for correction is inserted between the photographing lens and the film to prevent image blurring caused by this.
間欠かき下し式高速度カメラに比べて容易に撮影速度を
高めることができるが、プリズム回転による像の移動量
とフィルム移動量との誤差、プリズムを通過する際の色
収差の発生、プリズムを斜めに使用する際に生じる非点
収差の影響などがあり、画質の低下はまぬがれない。The shooting speed can be easily increased compared to an intermittent drop-down type high-speed camera, but there is an error between the amount of image movement due to prism rotation and the amount of film movement, chromatic aberration occurs when passing through the prism, and if the prism is tilted Due to the effects of astigmatism that occurs when used in
また使用フィルムサイズが一般に16mmであるため引
伸すと不鮮明になる。Furthermore, since the film size used is generally 16 mm, the image becomes unclear when it is enlarged.
この発明は上記にかんがみ、非常に速い溶接現象たとえ
ばMIG溶接における溶滴のスプレー移行現象など撮影
が困難なものでも十分明瞭に撮影することができる高速
度撮影装置を提供することを目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a high-speed photographing device capable of sufficiently clearly photographing extremely fast welding phenomena, such as droplet spray transfer phenomena in MIG welding, which are difficult to photograph.
以下本発明の実施例を第2図によって説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
第2図は分解図で、1は光学系レンズ、2は受光面を有
するカメラ本体で光学系レンズ1とカメラ本体2との間
には暗箱3が設けられている。FIG. 2 is an exploded view, in which 1 is an optical system lens, 2 is a camera body having a light receiving surface, and a dark box 3 is provided between the optical system lens 1 and the camera body 2.
暗箱3はくぽみ4を有する凹板3aと平板3bとを固定
することによって構成され、くぼみ4内にはスリット5
を有した回転円板6が収納される。The dark box 3 is constructed by fixing a concave plate 3a having a recess 4 and a flat plate 3b, and a slit 5 is provided in the recess 4.
A rotating disk 6 having a diameter is housed therein.
回転円板6には、これを可変速で回転させる可変速モー
タ7が取付けられている。A variable speed motor 7 is attached to the rotating disk 6 to rotate it at a variable speed.
8はコントローラで、可変速モータ7の回転数を制御す
るためのものである。8 is a controller for controlling the rotation speed of the variable speed motor 7.
9は回転数検出器で、回転円板60回転数を検出するた
めのものであり、平板3bに取付けられている。Reference numeral 9 denotes a rotation speed detector for detecting the rotation speed of the rotating disk 60, and is attached to the flat plate 3b.
10は表示器で、検出器9からの入力信号によって回転
円板60回転数が表示される。A display 10 displays the number of revolutions of the rotating disk 60 based on an input signal from the detector 9.
11は被検出体で、回転円板6上にスリット5とは中心
に対して対称の位置に固定されている。Reference numeral 11 denotes an object to be detected, which is fixed on the rotating disk 6 at a position symmetrical to the center of the slit 5.
12は位置検出器で、回転数検出方法として磁気的ある
いは光学的な種々の方法があるが、たとえば、磁気的方
法を採用した場合には、位置検出器12には磁気近接ス
イッチを用い、回転円板6には非磁性体、被検出体11
には磁性体の材料を用いる。Reference numeral 12 designates a position detector, and there are various magnetic or optical methods for detecting the rotation speed. For example, when a magnetic method is adopted, a magnetic proximity switch is used as the position detector 12 to detect the rotation speed. The disk 6 has a non-magnetic material and a detected object 11.
A magnetic material is used for this purpose.
13は測定器で、位置検出器12の出力信号およびカメ
ラ本体2のX接点の信号が入力され、それらの信号波形
を記録することができる。Reference numeral 13 denotes a measuring device, into which the output signal of the position detector 12 and the signal of the X contact of the camera body 2 are input, and the waveforms of these signals can be recorded.
さらに測定器13には、図示していないが、溶接機から
の溶接電流および電圧波形が入力され、それらの信号波
形を記録することができる。Further, although not shown, welding current and voltage waveforms from a welding machine are input to the measuring device 13, and these signal waveforms can be recorded.
したがって、スリット5が光軸な横切るとき被検出体1
1も位置検出器12に最も接近した位置に到達し、この
ため位置検出器12かも信号が出力される。Therefore, when the slit 5 crosses the optical axis, the detected object 1
1 also reaches the position closest to the position detector 12, and therefore the position detector 12 also outputs a signal.
なお位置検出器12はこのような機能をもつので、回転
数検出器として利用することもできる。Note that since the position detector 12 has such a function, it can also be used as a rotation speed detector.
上述のように構成した装置を使用して溶接アーク現象を
撮影する場合、回転円板60回転数をN(r、p、s)
、回転円板6の中心からスリット5までの距離をr(m
m)とするとスリット5の位置での回転円板6の周速S
は
S=2 yrrN (mm7秒)
となる。When photographing the welding arc phenomenon using the device configured as described above, the number of rotations of the rotating disk 60 is N (r, p, s).
, the distance from the center of the rotating disk 6 to the slit 5 is r(m
m), the circumferential speed S of the rotating disk 6 at the position of the slit 5 is
is S=2 yrrN (mm7 seconds).
したがってスリット幅を1とすればその時のシャッター
速度Vは
となる。Therefore, if the slit width is 1, then the shutter speed V will be.
たとえばモータ7の回転数Nを15r、p、5(=90
Or、p、m)、回転円板6の中心からスリット5まで
の距離r=160mm、スリット幅lを1mmに設定す
るとシャッター速度Vはとなる。For example, if the rotation speed N of the motor 7 is 15r, p, 5 (=90
Or, p, m), the distance r from the center of the rotating disk 6 to the slit 5 is set to r=160 mm, and the slit width l is set to 1 mm, then the shutter speed V is as follows.
この場合、カメラ本体2のシャッター速度を1/15秒
に設定すると、回転円板6が一回転する時間、すなわち
1/15秒間はカメラ本体2のシャッターは開いている
ことになるので二重露光あるいは露光ミスを生じること
がなく、確実に現象を撮影することができる。In this case, if the shutter speed of the camera body 2 is set to 1/15 seconds, the shutter of the camera body 2 will be open for the time it takes for the rotating disk 6 to rotate once, that is, 1/15 seconds, so double exposure is possible. Alternatively, the phenomenon can be reliably photographed without exposure errors.
シャッター速度は上述のように回転円板の中心からスリ
ット5までの距離r、回転数N、およびスリット幅lに
よって決定されるが、スリット幅lは狭くしすぎると回
折、干渉などの影響が大きくなり、0.5 mm以上に
することが好ましい。As mentioned above, the shutter speed is determined by the distance r from the center of the rotating disk to the slit 5, the rotation speed N, and the slit width l, but if the slit width l is too narrow, the effects of diffraction, interference, etc. will be large. Therefore, it is preferable to set it to 0.5 mm or more.
回転円板6を回すモータ7は回転数Nが70〜1500
r、plmの可変インダクションモータである。The motor 7 that rotates the rotating disk 6 has a rotational speed N of 70 to 1500.
r, plm variable induction motor.
またカメラ本体2には35mmサイズのフィルムを使用
する。Further, a 35 mm size film is used for the camera body 2.
第3図は測定器13に電磁オシログラフを用いて記録し
た溶接電流・電圧波形、位置検出器12の出力波形、カ
メラからの信号波形を示したものである。FIG. 3 shows welding current and voltage waveforms recorded on the measuring device 13 using an electromagnetic oscillograph, the output waveform of the position detector 12, and the signal waveform from the camera.
溶接法はCO2ガスを用いる短絡アーク溶接法である。The welding method is short-circuit arc welding using CO2 gas.
位置検出器12の出力信号は回転円板6が1回転するご
とに出力しているが、カメラ本体2のX接点信号はシャ
ッターが開いている間だけ出力して、いる。The output signal of the position detector 12 is output every time the rotary disk 6 rotates once, but the X contact signal of the camera body 2 is output only while the shutter is open.
したがってこの間撮影する現象は、X接点信号が出力さ
れている間に位置検出器12が出力した瞬間の現象であ
る。Therefore, the phenomenon that is photographed during this period is the phenomenon that occurs at the moment when the position detector 12 outputs while the X contact signal is being output.
本発明装置を用いてシャッター速度
17150000秒で撮影した溶接アーク現象の一例を
第4図に示す。FIG. 4 shows an example of a welding arc phenomenon photographed using the device of the present invention at a shutter speed of 1,715,000 seconds.
これはL2mm径の軟鋼の溶接芯線を用いたMIG溶接
における溶滴のスプレ−移行現象である。This is a droplet spray transfer phenomenon in MIG welding using a mild steel welding core wire with a diameter of L2 mm.
スプレー移行における溶滴の移行速度を前述のように3
m/秒と仮定すると17150000秒に移行する距離
は0.2 mmであるからほとんど無視できる。The transfer rate of droplets during spray transfer was set to 3 as described above.
Assuming that the speed is m/sec, the distance to 17150000 seconds is 0.2 mm, so it can be almost ignored.
以上述べたように本発明装置によれば、高速度で移動す
る物体、たとえばMIG溶接における溶滴のスプレー移
行現象のように非常に速い溶接アーク現象でも正確にし
かも鮮明に撮影することができる。As described above, according to the apparatus of the present invention, even objects that move at high speed, such as extremely fast welding arc phenomena such as the spray transfer phenomenon of droplets in MIG welding, can be accurately and clearly photographed.
第1図a、bはMIG溶接における溶滴のスプレー移行
現象の模擬図、第2図は本発明高速度撮影装置の分解図
、第3図は本発明装置の二重露光防止の説明図、第4図
は同じく溶滴のスプレー移行現象の説明図である。
1……光学系レンズ、2……力メラ本体、3……暗箱、
5……スリツト、6……回転円板、7……可変速モータ
、8……コントローラ、9……回転数検出器、10……
表示器、11……被検出体、12……位置検出器、13
……測定器。Figures 1a and b are simulation diagrams of the spray transfer phenomenon of droplets in MIG welding, Figure 2 is an exploded view of the high-speed photographing device of the present invention, and Figure 3 is an explanatory diagram of double exposure prevention of the present invention device. FIG. 4 is also an explanatory diagram of the spray transfer phenomenon of droplets. 1...Optical system lens, 2...Power camera body, 3...Dark box,
5... Slit, 6... Rotating disk, 7... Variable speed motor, 8... Controller, 9... Rotation speed detector, 10...
Display device, 11...Detected object, 12...Position detector, 13
...Measuring instrument.
Claims (1)
はスリットを有する回転円板を収納してなる高速度撮影
装置において、回転円板には可変速モータと可変速モー
タの回転数を制御するコントローラとを設け、暗箱には
回転円板の回転数を検出する回転数検出器を設け、さら
にスリットの位置を検出する位置検出器とを設けたこと
を特徴とする高速度撮影装置。1. In a high-speed imaging device in which a dark box is provided between the light-receiving surface and the optical system lens, and a rotating disk with a slit is housed in the dark box, the rotating disk has a variable speed motor and a rotating speed of the variable speed motor. A high-speed imaging device characterized in that the dark box is provided with a rotation speed detector for detecting the rotation speed of the rotating disk, and a position detector for detecting the position of the slit. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9154779A JPS5815778B2 (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | High speed photography device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9154779A JPS5815778B2 (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | High speed photography device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5616122A JPS5616122A (en) | 1981-02-16 |
JPS5815778B2 true JPS5815778B2 (en) | 1983-03-28 |
Family
ID=14029504
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9154779A Expired JPS5815778B2 (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | High speed photography device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5815778B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6334881U (en) * | 1986-08-25 | 1988-03-05 |
-
1979
- 1979-07-20 JP JP9154779A patent/JPS5815778B2/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6334881U (en) * | 1986-08-25 | 1988-03-05 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5616122A (en) | 1981-02-16 |
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