提出了一种光学亚纳秒分幅时间多幅数字图像记录系统,能够满足激光飞片和爆磁箍缩等极端条件下,对频率在108－1010Hz的高速摄影需求。介绍了系统的设计方案和工作原理,提出了制约系统指标的关键技术如精密同步、高速高压脉冲源及解决方案。利用后台集中控制加上高精度的延迟单元提供各子系统的精密同步,利用雪崩三极管阵列构造纳秒和亚纳秒级的高压脉冲源驱动电光晶体偏转,利用8位可编程模拟延迟器件DS1023-25和FPGA器件结合获得ps精度的时间延迟。实验获得了幅度4 000 V、前沿小于5 ns的脉冲,任意时长、ps级精度的同步单元,对各子系统的同步协同工作也进行了调试。

给出了3维弹性力学空间问题基本方程和有限元结构强度分析原理，分析了三面体铝合金转镜空间结构强度的力学特征，建立了有限元模型，分析了其在轴孔与轴的3种配合关系下的应力分布。结果表明轴孔严重削弱了镜体强度，而配合方式对转镜强度基本无影响。提出了减小转镜内部应力的无轴孔三面体铝合金转镜结构，在该结构下转镜强度提高了1．9倍，极限转速为原结构的1．7倍，适合于分幅式摄影系统。

基于弹性力学空间问题基本方程、线性振动系统运动方程及有限元法，提出转镜力学特性的数值分析方法．运用该方法得出转镜镜面变形量、内部应力分布和振动模态参量的定量数值：在边缘线速度600m／s下，三面体铍转镜的最大变形量为约0．3346μm；最大应力0．204GPa，位于轴孔附近并与镜面距离最短处；两个在互相垂直平面内的一阶弯曲振动模态发生在3．4×10^5r／min附近，一阶扭振点位于5．13×10^5r／min附近，两个二阶弯曲振动点位于6．6×10^5r／min附近．结果表明，如制造无缺陷，由体力产生的静载荷不足以破坏镜体。对转镜产生较大破坏作用的是共振导致的疲劳破坏。

提出了超高速摄影仪中弹性支撑转镜模态分析方法，利用有限元法对三面体铝合金转镜刚性支撑和弹性支撑情况下的一、二阶模态进行模拟，结果表明：电驱动转镜在转速工作范围内只有2个临界点，分别位于2．5×10^5～2．6×10^5r／min和2．6×10^5～2．7×10^5r／min处，并且均为一阶弯曲振动，一阶模态振动发生在垂直平面内，二阶发生在水平平面内。将模拟结果与实测值进行了比较，发现假设转镜为弹性支撑与实测值吻合得较好。

对超高速摄影仪转镜进行了谐响应数值分析,得到转镜在正弦周期激励下的幅频响应曲线、应力等值线图。转镜的幅频响应曲线在354 Hz处出现峰值,一阶扭转和二阶弯曲共振带出现了叠加,在1 600Hz处曲线有细微的波动,转镜在一阶弯曲共振点处的幅频曲线幅值远大于其在1 600 Hz处的幅值,共振点处的等效应力是其匀速运转时的358倍。在转镜试验测试系统上测得的转镜幅频曲线在297 Hz和355 Hz处均出现了峰值,数值解和实验结果能够很好地吻合。这说明转镜的一阶弯曲固有频率共振带是转镜的危险速度带,一阶弯曲是转镜出现动力学破坏的主要原因。仿真结果与实验结果的一致性表明,利用数值方法预测转镜的设计能否成功克服受迫振动引起的破坏是有效的。

转镜相机像面设计中，基于传统代替圆理论的设计存在原理性误差，而通过综合考虑几种代替圆理论衍生出来的最佳设计理论会出现圆心不重合、转镜中心点偏离坐标中心等问题，对加工和装配的要求高。在数字像面设计中，把转镜旋转中心点设为坐标中心，推导出每个传感器成像像面坐标和像面边缘离焦量方程，从模拟结果可以看出，转镜扫描时形成了Pascal蜗线，且每个像面又单独为一条直线，符合高速转镜原理和本文计算理论的结论。可为像面定位、工作角、倾斜角选取提供依据。

引言 温室监控系统用于实时监测室内温度、湿度、CO2浓度等环境参数，以便做出相应调整，使作物处于最佳环境中生长。现有的无线温室监控系统大多在无线局域网络覆盖范围内进行环境信息监测，传输范围有限，且功耗和成本较高。