在工业检测、科学实验与影视领域,超高速相机已成为捕捉瞬态现象的核心工具。LUSTER系列超高速相机凭借其突破性的技术架构,实现了从微秒级运动捕捉到TB级数据存储的跨越式发展,其工作原理融合了精密光学、高速电子与智能存储三大核心技术。

一、光学成像系统:毫秒级曝光下的精准捕捉
LUSTER超高速相机采用全局快门CMOS传感器,通过全局曝光技术消除传统卷帘快门带来的果冻效应。以SH6-113型号为例,其1280×1024分辨率传感器在13800fps满幅帧率下,单帧曝光时间可缩短至72μs,配合F/2.8大光圈镜头,确保在1/10000秒级曝光中仍能获取清晰图像。该系列相机支持彩色与黑白双模式切换,黑白模式下感光度提升3倍,可捕捉低照度环境下的微弱光信号,例如在半导体封装检测中,能清晰呈现0.1mm级焊点缺陷。
二、高速数据传输:160Gbps带宽的实时处理
为应对每秒数十GB的数据洪流,LUSTER相机采用10GigE/GigE双接口设计,通过板载FPGA芯片实现数据预处理。以SH6-116型号为例,其160Gbps传输带宽可同时支持8路4K视频流实时输出,较传统Camera Link接口提升5倍效率。在汽车碰撞实验中,该技术可同步记录安全气囊展开、车身形变与假人运动三组数据,为碰撞安全性分析提供多维视角。更关键的是,FPGA芯片内置的像素校正算法可实时修正传感器温漂与暗电流噪声,确保连续拍摄24小时后图像质量波动小于0.5%。
三、智能存储架构:20TB容量的长效记录
针对长时间实验需求,LUSTER开发了阵列式并行存储架构。以SH6系列为例,其标配4TB固态存储模块,通过RAID0技术实现读写速度突破1.2GB/s,而扩展版更支持20TB机械硬盘阵列,可连续记录72小时1080p视频。在风电叶片疲劳测试中,该存储系统成功捕获了叶片在10万次振动周期内的微裂纹扩展过程,为材料寿命预测提供了关键数据。特别值得一提的是,其自研的存储管理算法采用动态分区技术,可将存储空间划分为128个独立缓冲区,避免单一实验数据覆盖风险。
从半导体晶圆检测到流体力学研究,LUSTER超高速相机通过光学、电子与存储技术的深度融合,重新定义了高速成像的边界。其8000-15800fps的帧率范围、0.1μs级同步精度与20TB存储容量,不仅满足了工业4.0对过程透明度的要求,更为科学研究提供了全新的时间分辨率工具。随着AI算法的嵌入,未来该系列相机有望实现从数据采集到特征识别的闭环控制,推动智能制造向更高维度进化。