当《阿拉伯的劳伦斯》的剧本要求破坏一辆火车时,导演大卫·里恩(David Lean)发现,直接破坏一辆火车是最容易的,他精心策划并以专业的精确度拍摄了这一场景。同样地,虽然研究炸药和无炸药是可能的,但新技术包括高速、高保真成像、光学滤波和信号处理技术,最近使引爆炸药和实时捕获数据成为开发新模拟的合理替代方案。
”的进步高速成像马里兰州阿伯丁市美国陆军研究实验室的研究化学家Kevin L. McNesby说:“特别是最近出现的极快相机和光源——接近数百千赫的照明和接近百万像素图像尺寸的成像速率——使实验成像更接近模拟可实现的分辨率。”
麦克内斯比和他在陆军研究实验室、劳伦斯利弗莫尔国家实验室和洛斯阿拉莫斯国家实验室的同事们在本周的杂志上报告了他们的研究科学仪器综述.
图像捕捉技术的进步使研究人员能够通过捕捉多个变量——压力、温度和化学物质分布图——而不是单点测量,来降低获取爆炸行为信息的成本。这允许他们只进行一次爆炸,而不是多次。
研究人员收集信息的方法包括高温法,这是一种根据白炽灯发出的热辐射光谱来估计其温度的技术。他们的装置专门针对正在研究的爆炸物类型,采用了一个双色成像高温计,它由两个在700纳米和900纳米处过滤的单色相机组成,以及一个覆盖在传感器芯片上的拜耳型掩模实现波长分辨率的全色单高温计。论文中详细描述了他们的每个设备,帧速度为每秒20,000-40,000帧,分辨率约为400 x 500像素,每帧曝光时间为1到数十微秒。
高温计还能够捕获爆炸事件的空气冲击结构,允许同时测量温度和压力。有关化学物种同样是通过测量每个目标分子的发射光谱来捕获的。他们的装置使他们能够获得一公斤炸药的空间分辨率,精确到一毫米的尺度。
然而,这些绘图技术比传统的点测量技术产生更宽的误差条,这是McNesby和他的同事们希望改进的问题。研究人员未来的工作还将包括安装全面升级的成像设备,这将使全分辨率下的速度提高十倍。
了下:M2M(机器对机器)
