一種水下無(wú)閃爍照明裝置設(shè)計(jì)

盧海洋

[摘 要]針對(duì)水下高速攝像時(shí)照明燈的頻閃問題，設(shè)計(jì)了一種無(wú)閃爍照明裝置，主要應(yīng)用于水下高速拍攝領(lǐng)域。采用三相電整流和三只照明燈同時(shí)提供照明，有效降低了頻閃效應(yīng)對(duì)高速攝像機(jī)拍攝的影響。

[關(guān)鍵詞]無(wú)閃爍照明；高速攝像；頻閃；整流器

中圖分類號(hào)：S802 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）26-0062-01

0 引言

水下高速攝像機(jī)在水下拍攝時(shí)，由于光的衰減和在空氣與水的分界面折射等因素影響，使得水下自然光照條件很差，在深水區(qū)自然光的照明非常微弱，需要提供水下照明來(lái)保證水下高速攝像機(jī)的正常拍攝，水下照明裝置就成了水下高速攝像機(jī)拍攝時(shí)必不可少的設(shè)備[1]。

水下照明裝置一般采用市電（AC220V）供電，市電電壓的頻率為50Hz。采用市電對(duì)水下照明裝置供電，由于市電工頻干擾的影響，水下照明裝置會(huì)產(chǎn)生頻閃，進(jìn)行水下高速攝像時(shí)，影響水下高速攝像的效果[2]。

水下無(wú)閃爍照明裝置主要應(yīng)用于水下高速拍攝領(lǐng)域，滿足水下高速攝像機(jī)拍攝時(shí)對(duì)照明光線條件的要求。本文提出一種水下無(wú)閃爍照明裝置設(shè)計(jì)方案，有效地解決了水下高速攝像機(jī)拍攝時(shí)的頻閃效應(yīng)，保證了水下高速攝像機(jī)拍攝質(zhì)量。

1 系統(tǒng)工作原理

水下高速攝像時(shí)，由于水下照明裝置的頻閃問題，拍攝時(shí)燈光有明暗、條紋閃爍現(xiàn)象，導(dǎo)致拍攝的影像不清晰，影響拍攝質(zhì)量和效果。本文根據(jù)水下照明裝置產(chǎn)生頻閃的原因，通過將三相變壓器輸出的三相交流電兩兩交叉連接對(duì)三只照明燈供電，降低照明裝置頻閃對(duì)拍攝的影響[3]。

設(shè)計(jì)的無(wú)閃爍照明裝置，主要由三相交流變壓器、整流器、照明燈組成，原理圖如圖1所示。交流變壓器將380V50Hz交流電降壓為交流220V50Hz三相交流電，整流器將交流220V50Hz整流成直流電壓給照明燈供電。設(shè)計(jì)時(shí)，采用三只照明燈為高速攝像機(jī)提供光源，將變壓器輸出的220V50Hz三相交流電兩兩交叉連接對(duì)每只照明燈供電[4][5]。

無(wú)閃爍照明裝置實(shí)現(xiàn)原理：變壓器輸出的A、B、C三相交流電電壓為

，，

，

經(jīng)整流器整流后輸出電壓為U1=|U|。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)無(wú)閃爍照明裝置工作原理，設(shè)計(jì)的無(wú)閃爍照明裝置的電路圖如圖2所示。無(wú)閃爍照明裝置主要由交流變壓器、整流器、照明燈、密封筒組成。交流變壓器將AC380V50Hz交流電變壓為三相AC220V50Hz電壓，將三相變壓器輸出的AC220V50Hz交流電兩兩與整流器連接。AC220V50Hz交流電經(jīng)整流器整流后變?yōu)橹绷麟娊o照明燈供電，密封筒用于安裝整流器、照明燈并提供密封作用。

整流器輸入電壓AC22050Hz交流電壓波形如圖3所示，整流后電壓波形如圖4所示。由圖3、圖4可知，AC22050Hz交流電經(jīng)整流后，電壓頻率降低一倍。水下高速攝像時(shí)，三只照明燈同時(shí)工作，能夠有效降低拍攝時(shí)的頻閃效應(yīng)。

3 結(jié)論

采用市電對(duì)水下照明裝置進(jìn)行供電時(shí)，頻閃效應(yīng)不可避免，拍攝時(shí)燈光有明暗、條紋閃爍現(xiàn)象，嚴(yán)重影響水下高速攝像的拍攝效果。本文提出了一種水下水下無(wú)閃爍照明系統(tǒng)，原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，能夠有效解決水下高速攝像時(shí)頻閃問題，實(shí)際拍攝效果良好。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳中平.水下電視攝像與照明系統(tǒng).電視技術(shù).1999年第9期.

[2] 高中蘭.電光源頻閃問題的初步探討.中國(guó)照明電器.2015年第6期.

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[4] 牛占彪.健康照明與無(wú)頻閃護(hù)眼燈.燈與照明.201539（1）.

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