静电纺丝细流轨迹图像采集系统

论文摘要

静电纺丝是目前获得超细纤维的一种重要方法。静电纺丝过程是将具有一定粘度的高分子溶液置于带有金属毛细管喷头的装置中,在高压电场的作用下,处于喷口的液滴克服表面张力形成喷丝细流,在到达接收装置前,细流不断分裂细化及溶剂挥发,最后形成电纺纤维。本文介绍了对高电场中的带电细丝以“爆炸”方式喷射所形成的轨迹图像进行高速捕捉采集的方法。系统先后经过几次的调整最终选用逐行扫描方式的全帧转移型高分辨率面阵CCD摄像机与能够在极短时间内(1/100000秒)完成单场图像采集的采集卡,在这些设备的支持下,经过大量摸索性实验最终获得令人满意的清晰的轨迹图像。本课题是属于机器视觉领域的应用研究,基于PC的机器视觉具有高速度、高精度、高自动化等优点,它集成了当今先进的传感技术、计算机技术数字图像处理技术和机器视觉技术。随着社会生产力和工厂自动化程度的提高,其应用会越来越广泛。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的来源
• 1.2 课题研究的意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 静电纺丝
• 1.3.2 高速图像采集系统
• 1.3.3 机器视觉
• 1.4 课题主要研究的内容
• 第二章 基础理论
• 2.1 高压静电纺丝
• 2.2 光电成像原理
• 2.3 视频信号的概述
• 2.4 黑白全电视信号
• 2.5 CCD 的基本工作原理
• 2.5.1 电荷存储
• 2.5.2 电荷耦合
• 2.6 面阵CCD 图像传感器
• 2.6.1 图像传感器简介
• 2.6.2 面阵CCD 图像传感器的工作原理
• 2.7 电子快门工作原理
• 2.8 图像扫描与采集
• 2.8.1 隔行扫描带来的问题
• 2.8.2 采集运动物体存在的问题
• 第三章 系统的总体设计
• 3.1 纺丝细流轨迹图像采集系统的组成
• 3.2 系统的工作原理
• 3.3 高速图像采集系统
• 3.4 系统的总体设计思想
• 3.4.1 系统硬件平台的选择
• 3.4.2 系统软件平台的选择
• 第四章 机器视觉产品的选型
• 4.1 配置机器视觉系统的原则
• 4.2 摄像机
• 4.2.1 CCD 模拟摄像机
• 4.2.2 多级输入连接
• 4.3 镜头
• 4.4 光源
• 4.5 图像采集卡
• 4.5.1 图像采集系统的基本原理
• 4.5.2 图像采集系统的基本结构
• 4.5.3 PCI 总线接口方式
• 第五章 编码和调试
• 5.1 图像采集软件
• 5.1.1 采集卡操作
• 5.2 相机控制软件
• 5.3 阶段性调整采集系统
• 5.3.1 最初的认识阶段
• 5.3.2 放大倍率及光源位置的调节
• 5.3.3 选择隔行转移型摄相机
• 5.4 综合调整
• 5.5 采集的风扇图像
• 5.6 国外采集细丝的效果图
• 5.7 小结
• 第六章结束语
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献