水滴角测量仪用于液滴弹跳测试的高速彩色相机解决方案

2018-1-29 21:44:38

长期以来高速摄像对于视频水滴角测量仪而言是一个无法完美解决的问题，虽然商业化的USB3.0摄像机已经非常成熟，但是，这些摄像机（或者通过ROI处理后的摄像机）均出现了明显的带宽不足的问题。这个问题虽然可以通过采购特殊的高速摄像机解决，但是，这种高速摄像机的价格动辄百万甚至更高，因而让水滴角测量仪应用于不同亲疏水程度液滴弹跳分析增加了一定的难度。

自美国科诺在世界上首次提出不同亲疏水程度的固体表面具有不同的弹跳效果以来，我们给出过三个解决方案：

1、采用堡盟公司的Cameralink相机，并采用高速固态硬盘的方案。本方案的整体成本约为6万元，同时需要一台配置较高的电脑作为配合，整体价格约为7.5万元左右。本方案的缺点在于仅仅是黑白图像的分析、成本较高、无法兼容DirectShow，测试水滴角或接触角值时需要采用常规的相机进行配合。

2、采用USB3.0高速摄像机：整体成本约1万元左右。但是，USB3.0高速摄像机通常不带缓存，在图像传输过程中，由于内存、硬盘等的读写速度有效，丢帧现象非常明显。

3、采用超高速摄像机的方案：美国科诺最早提供的荷叶表面的弹跳现象的视频即采用了200万人民币左右的高速摄像机。这个方案是最为完美的，帧率也可达到1000帧/秒以下，甚至更高，但是成本的居高不下是美国科诺不推荐这个方案给客户的主要原因。

2016年开始，美国科诺致力于超级USB3.0的引进工作，通过不断地与合作伙伴共同发展，近日，终于将超级USB3.0高速摄像机研制成功。

在600*400时，速度可达520帧/秒，完全可以应用于水滴角测量的弹跳分析。整套解决方案相较于USB3.0系统增加了仅仅5000元的预算，但是无论是成像效果，还是实际的动态高速图像录制，已经达到了完美级别。

水滴弹跳效果水滴角测量仪