YLEISTÄ SUURNOPEUSKUVAUKSESTA

Suurnopeuskuvausta käytetään laajasti tieteessä sekä tutkimuksessa ja kehityksessä. Kun nopea tapahtuma puretaan osiin, nopeasti otettujen kuvien avulla tutkijoille avautuu uusia näkymiä ongelmien ratkaisuun ja ilmiöiden ymmärtämiseen.

Suurnopeuskamera on laite, jolla voidaan kuvata suuri määrä yksittäisiä kuvia lyhyessä ajassa. Normaali PAL-systeemin mukainen videokamera kuvaa 25 kuvaa/sekunti. Edullisimmilla suurnopeuskameroilla otetaan 50-10 000 kuvaa/s ja ultranopeilla kameroilla parhaimmillaan jopa 500 miljoonaa kuvaa/s. Nämä ovat ostettavissa olevia kaupallisia kameroita. Tieteelliseen työhön valmistetut yksittäiset laitteet ovat vieläkin nopeampia.

Suurnopeuskameran merkittäviä etuja ovat lisäksi alhaiset käyttökustannukset, otoksen välitön tarkastelu, kuvainformaation siirto tietoverkossa ja kuvien analysointi kuva- ja liikeanalyysiohjelmistoilla.

Teollisuudessa prosessien seurannassa suurnopeuskameralla voidaan ottaa tuhansia kuvia sekunnissa, jolloin nopeasta mekaanisesta liikkeestä saadaan yksittäisiä pysäytyskuvia. Tällöin mahdolliset virheet prosessissa paljastuvat. Tuotantokoneiden ja laitteiden säätäminen ja virittäminen helpottuvat.

Suurnopeuskamera voidaan asettaa kuvaamaan koneen vika-altista kohtaa ns. luuppina; jatkuvana kuvauksena, jossa kuvadataa ylikirjoitetaan vanhan datan päälle. Jos tuotantokoneessa esiintyy esim. syöttövirhe, kamera havaitsee sen kuvassa tapahtuvan muutoksen ansiosta ja lopettaa kuvaamisen sekä suorittaa hälytyksen. Tuotantokatkokseen johtanutta häiriön aihettajaa päästään tutkimaan välittömästi, kun tarkastellaan kameran muistiin taltioitunutta historiaa esim. kymmenen sekunnin ajalta ennen hälytystä.

Sovelluskohteita teollisuudessa ovat mm. työkalun syötön tai vaihdon tutkiminen, osien syötön optimointi, nopeuden optimointi, hitsaus tai saumaus, metallinmuovaus ja prässäys, robotiikka, pakkaus ja merkkaus. Suurnopeuskameroita käytetään yleisesti esim. paperiteollisuudessa.

Suurnopeuskamerat ovat merkittävä työkalu tutkimuksessa ja kehityksessä. Liikeanalyysi on tärkeässä osassa tuotteiden suunnittelussa ja kehittämisessä. Analyysi mahdollistaa lyhyemmät suunnittelujaksot sekä paremman toimivuuden ja turvallisuuden. Useita kameroita voidaan asettaa kuvaamaan samaa kohdetta eri puolilta, jolloin tapahtumien hahmottaminen helpottuu. Useampaa kameraa käytettäessä ne voidaan synkronoida kuvaamaan joka kuva täsmälleen samanaikaisesti.

Autoteollisuudessa tutkimuksessa käytetään runsaasti suurnopeuskuvausta. Polttomoottorin sisäisiä tapahtumia voidaan tarkkailla erilaisten safiiri-ikkunoiden läpi.

Polttonesteen ruiskutukseen liityvät tekijät ovat kriittisen tutkimuksen alaisena. Pisarakoko, muoto ja seoksen pyörteily sekä detonaatio, liekkirintaman eteneminen ja kaasujen vaihto ovat tutkittavia alueita. Kamerat ovat olleet merkittävässä osassa viime aikoina tapahtuneessa moottoritekniikan kehitystyössä. Muita käyttökohteita ovat törmäystestit, turvatyynyn toiminnan tutkiminen, renkaiden kehitystyö sekä aerodynamiikka.

Lentokone- ja avaruusteollisuudessa suurnopeuskameroilla tutkitaan esim. alisoonista, soonista ja ylisoonista aerodynamiikkaa sekä turbulenssia, muodonmuutoksia ja värähtelyä, lintujen törmäyksiä tuulilasiin, moottoreihin ja muihin rakenteisiin, pienten suurinopeuksisten kappaleiden törmäyksiä avaruusaluksiin ja satelliitteihin esim. nopeudella 5,7km/s.

Tieteellisessä tutkimuksessa suurnopeuskameroita käytetään mm. seuraavilla alueilla: materiaalitekniikka, laserfysiikka, spektroskopia, optoelektroniikka, partikkeli- ja aerosolitutkimukset, aerodynamiikka, hydrodynamiikka, plasmafysiikka, laserfuusio, interferometria, lääketiede..

Elektroniikan voimakas kehitys on mahdollistanut yhä tehokkaammat digitaaliset suurnopeuskamerat sekä tietokoneet ja tietoverkot. Digitaalisen kuvainformaation analyysiohjelmat ovat myös yleistyneet. Nämä kaikki tekijät ovat luoneet tehokkaan työkalun teollisuudelle, tutkimukselle ja tieteelle.

Lisätietoja Mega Speed -suurnopeuskameroista

Katso esimerkkivideoita galleriassamme