有谁遇到过外触发锁相不稳的问题？

yxjbuaa

最近用SPIV测量航空发动机压气机内部流场，实验台转子转速1100转/分，不算高。用TSI的设备，可是发现外触发锁相不稳，视场中转子的叶片有较大的跳动，现在除了激光器和相机其它的设备（包括PIV系统和实验台）都监测过了，总是找不到问题，一筹莫展中。
不知道有谁有过类似的经历，有什么经验的话大家在这里做一下交流。

zyzyeast

激光器分为棒储能和腔储能。有些激光器可以做到任何一个时间来的触发都可以发光，有些激光器只能按照灯闪频律进行发光。
也就是说，如果你按照11Hz的频率去采样，可是灯以10Hz的频率去闪，那么激光器即使触发脉冲来了，也要等到灯闪的频率才能触发。
你可以这样试一下，将灯闪的频率设置在6.11Hz，也就是叶片转三圈采一次，然后把采集频率也设置成6.11Hz。或者时间间隔0.1637ms。这样应该好一些。
当然，最好设置为隔3秒采一次（取个能整除的数），也就是55圈采一次，这样更准确一些。
——个人意见仅供参考（因为我不太确定TSI软件的触发机制）。

yxjbuaa

用的是NewWave的YAG激光器，最大灯闪频率是15Hz。我不清楚这是棒储能还是腔储能，可能是后者吧。按道理来说应当是任何一个时间来的触发都可以发光（只要时间间隔不小于1/15），否则的话跳动就非常恐怖了。
我尝试着改变灯闪频率，对结果没有明显影响，跳动幅度还是差不多。袁老师说这个激光器的响应时间不会超过1微妙，那么激光器出问题的可能性似乎很小。
现在进入了一个死循环，实验台的转速不稳会造成跳动，但是远远达不到现在的跳动，而PIV系统的检测结果表明也不会出现这种现象，而结果就是在跳，无论怎么调整都是这样。以前NASA的Wernet在做高速压气机内流场测量时也遇到这种情况，他说是转速不稳造成的，现在看来，似乎这种说法也没有十足的依据。

zyzyeast

[这个贴子最后由zyzyeast在 2007/05/28 04:32pm 第 1 次编辑]

不对……刚才写的不对，好像我还是记错了，我想想……
恩，NewWave的没问题，应该只要间隔大于1/15秒都没问题。[br][br][以下内容由 zyzyeast 在 2007年05月28日 04:59pm 时添加] [br]
要不你用那种反射式的轴编码器试一下吧，找不到让袁老师给你做一个，呵呵。我记得上次那个人是这么做的，但是具体弄好没有还真是不记得了……这记性啊……

piv

通过你的描述，我个人认为问题出在同步器和激光器方面。因为我们在调试newwave激光器的时候就发现这个公司的设备对频率要求很高：作为灯泵的固体激光器，他的谐振腔是根据一定的频率设计的，这也是为什么newwave激光器要求灯工作在满电压和15hz，但是调Q可以是15的分频，输出能量调节是通过调整灯-Q延时达到的，这样保证了激光器的稳定性。
但是这样就给外触发工作带来了问题，你的外部触发信号必须是15的倍数（通过分频来触发激光器），否则激光器就有工作不稳定的潜在问题。
另外一个问题就是老的同步器精度要差一些，这在某些超音速测量中已经体现出10-20%的误差了。
因此建议你有条件的话，使用示波器观察你提供给piv系统的外触发信号和激光器出光之间的时间间隔是否稳定，如果不稳定，你再察看激光器的第一个Q触发信号和激光出光之间的稳定性。这样可以分清楚问题是出在你的转速不稳，还是同步控制器的精度问题，或者是激光器工作不稳定。
我们的同步控制外触发锁项工作通过这样的观察，工作还是很稳定的。希望上述建议对你有帮助。

zyzyeast

下面引用由piv在 2007/05/30 00:48pm 发表的内容：
通过你的描述，我个人认为问题出在同步器和激光器方面。因为我们在调试newwave激光器的时候就发现这个公司的设备对频率要求很高：作为灯泵的固体激光器，他的谐振腔是根据一定的频率设计的，这也是为什么newwave ...

piv分析的很全面，但是关于NewWave激光器，有一点基本可以确认，就是灯的频率不是固定在15Hz的，而是0-15Hz连续可调的（似乎是0.25Hz~15Hz）——一般都把灯的频率和Q的频率设为一致。
有些激光器确实是需要灯固定工作在15Hz（印象里Quantel的有的激光器是这样，那会儿和一个清华的老师探讨过这个问题）。
哦，我忽略了是外触发，呵呵，不好意思。
这样的话NewWave激光器应该没有问题。（出问题概率5%——Q到出光不稳定？只要输出能量没有太大变化，这个应该是没问题的）
另外，我觉得同步器再差应该也不会出现微秒级的误差吧（叶片偏1度相当于152us的误差……）？（出问题概率10%）
所以，个人认为转速不稳的概率还是比较高的……
不知道TSI的软件在采集图像时会不会记录下时间序列，如果有就很方便的看出是哪里的问题了。

yxjbuaa

问题基本上被锁定了，多方面的原因，但是主要原因是试验台的转轴和转子连接之间有小的间隙。
但是同步器也有较大误差，对于高速旋翼或旋转机械的测量精度难以满足。因为在外触发和Camera trigger之间有一个四五十微秒的时间延迟（不知道同步器在做什么），而这个时间延迟有多大5.2微秒的跳动！
激光器应当没有问题，NewWave的激光器通常响应时间是纳秒级的，在Q信号发出到开始发光最多有1微秒的延迟。

zyzyeast

外触发和camera trigger确实应该有一个延时，这个延时有个最小值，该值和整个系统的配置有关，包括激光器型号、CCD型号、同步单元等等。
但是这个值有几十微秒么？这就有点长了。。。

yxjbuaa

下面引用由zyzyeast在 2007/05/30 11:49pm 发表的内容：
外触发和camera trigger确实应该有一个延时，这个延时有个最小值，该值和整个系统的配置有关，包括激光器型号、CCD型号、同步单元等等。
但是这个值有几十微秒么？这就有点长了。。。

的确是这样的。
这个延时存在即便合理也不会影响测试精度，但是如果这个延时有几个微秒的跳动（多大5.2微秒），那么就不可接受了。对于这种情况，测量高速旋翼或者高速的工业用叶轮机械，精度将很低。这应当是同步器的设计上存在缺陷。