MIL-zertifizierte Hoch­geschwindig­keitskameras

Die Auswahl sollte sich nach dem erforderlichen Bildformat, der Bildrate und den verfügbaren Lichtverhältnissen richten. Die N-EM zeichnet mit 1.920 × 1.400 bei 846 fps und mit 1.920 × 1.080 bei 1.096 fps auf und eignet sich damit für Full-HD-Analysen mit mehr als 1.000 fps. Die Q-EM bietet 2,90 MP bei 500 fps und erreicht bei 1.280 × 720 bis zu 1.546 fps. Die S-EM zeichnet mit 1.280 × 1.024 bei 500 fps auf und verwendet größere 14-μm-Pixel, wenn die Lichtausbeute ein entscheidender Faktor ist. Bevor ein Modell allein nach seiner maximalen Bildrate ausgewählt wird, sollten Ingenieure die am Objekt benötigte räumliche Auflösung berechnen.

Alle drei Kameras sind für Umweltprüfungen nach MIL-STD-810 und elektromagnetische Prüfungen nach MIL-STD-461 ausgewiesen, die komplette Installation muss jedoch weiterhin separat bewertet werden. Für die N-EM gelten MIL-STD-461E und MIL-STD-810-Verfahren für Höhe, hohe und niedrige Temperaturen, Temperaturschock, Vibration, mechanischen Schock und Feuchtigkeit. Der Wert für mechanischen Schock liegt bei 150 g für 10 ms auf allen Achsen, mit Spitzen bis 200 g, während Q-EM und S-EM für 100 g über 15 ms auf drei Achsen ausgelegt sind. Diese Werte gelten für die Kamera und schließen Objektive, Halterungen, Kabel oder externe Strom­versorgungen nicht automatisch ein. Die Qualifizierungsplanung sollte daher jede installierte Komponente und das tatsächliche Vibrationsspektrum der Plattform berücksichtigen.

Der Speicher sollte anhand der erforderlichen Auflösung, Bildrate, Bittiefe und der Dauer rund um das Trigger-Ereignis ausgewählt werden. Die N-EM bietet vier Sekunden mit 8 GB oder acht Sekunden mit 16 GB bei Aufzeichnung mit 1.920 × 1.080 und 1.000 fps. Die Q-EM bietet bei voller Auflösung und 500 fps mit 2,6, 5,2 bzw. 10,4 GB jeweils etwa 1,8, 3,6 bzw. 7,2 Sekunden. Die S-EM bietet bei voller Auflösung und 500 fps über ihre vier Speicherkapazitäten hinweg etwa 2, 4, 8 bzw. 16 Sekunden. Eine kleinere Region of Interest oder eine niedrigere Bildrate verlängert diese Zeiten, daher sollten Testingenieure sowohl ausreichend Vortrigger-Historie als auch genügend Aufzeichnungszeit nach dem Ereignis einplanen.

Wenn Aufzeichnungen mit anderen Kameras, Sensoren oder Zeitmesssystemen auf dem Prüfgelände abgestimmt werden müssen, sollten Hardware-Synchronisation und IRIG-B verwendet werden. Jedes Modell bietet Funktionen für Synchronisation, Trigger, Status und GPIO, während Gigabit Ethernet die Konfiguration, Live-Ansicht und Datenübertragung übernimmt. Die N-EM unterstützt IRIG-B 122–127 AM und 002–007 DCLS für Bildsynchronisation und Zeitstempel. Die Q-EM verwendet IRIG B 122 B2, während die S-EM IRIG-B-Timing und eine Rückführung über ihre I/O-Schnittstelle bereitstellt. Bei einer Mehrkamera-Installation sollten im Systemdesign der Zeitmaster, Kabelverzögerungen, Trigger-Polarität und die erforderliche Zeitstempelgenauigkeit festgelegt werden, bevor die Verdrahtung abgeschlossen wird.

Bei der Auswahl des Objektivs müssen der Bildkreisdurchmesser, die Brennweite, die Blendensteuerung und der mechanische Anschluss berücksichtigt werden. Die N-EM verwendet einen C-Mount und kann mit EF- oder F-Mount-Adaptern ausgestattet werden, einschließlich Fernsteuerung von Fokus und Blende bei der EF-Option. Die Q-EM verfügt über einen C-Mount mit einstellbarem Auflagemaß, und ein 1-Zoll-Objektiv ist dafür vorgesehen, ihre gesamte Bildfläche abzudecken. Die S-EM verwendet ebenfalls einen C-Mount, ihr vollständiges Format von 1.280 × 1.024 erfordert jedoch einen Objektivbildkreis von mehr als 1 Zoll; ein 1-Zoll-Objektiv deckt ein reduziertes Format von 800 × 600 ab. Vor der Beschaffung sollten Sichtfeld und Randbeleuchtung mit der vorgesehenen Auflösung und dem Gehäusefenster überprüft werden.

Die externe Strom­versorgung sollte die primäre Auslegungsbasis bleiben, sofern der Test keinen vorübergehenden autonomen Betrieb erfordert. Die N-EM akzeptiert 10–36 V DC bei 30 W und bietet bis zu zehn Minuten Batteriebetrieb oder Speicherpufferung. Die Q-EM akzeptiert 24–36 V DC, verbraucht 14 W ohne Datenverbindung bzw. 18 W mit Datenverbindung und verfügt über eine interne Batterie für 30 Minuten mit optionalem Zwei-Stunden-Pack. Die S-EM verwendet denselben Eingangsspannungsbereich von 24–36 V DC, verbraucht je nach Aktivität der Datenverbindung 10 oder 15 W und bietet ein erweitertes Drei-Stunden-Pack. Fahrzeug- und Luftfahrtinstallationen sollten Schutz vor Spannungstransienten, ein Derating der Steck­verbinder und ausreichende Reserven für Download oder Speicherpufferung nach dem Ereignis vorsehen.

Alle drei Modelle verwenden Gigabit Ethernet und separate Verbindungen zur Kamerasteuerung, die verfügbaren Steck­verbinderkonfigurationen unterscheiden sich jedoch. Die Standardkonnektivität der N-EM umfasst einen verriegelbaren RJ45-Datenport und einen 14-poligen I/O-Steck­verbinder mit Funktionen für Trigger, Armed, Triggered, Remote-On, Synchronisation, Strobe und IRIG-B. Die optionale MIL-Backplane kann Ethernet und diskrete I/O in einem MS27508E12F35PN-Steck­verbinder zusammenführen oder Ethernet und I/O über zwei Steck­verbinder trennen. Q-EM und S-EM verwenden verriegelbare RJ45-Datenports sowie 14-polige LEMO- oder ODU-I/O-Steck­verbinderkonfigurationen. Die gewählte Ausführung sollte den verfügbaren Bauraum, den Wartungszugang, Anforderungen an die Kabeltrennung und das bereits für die Plattform qualifizierte Steck­verbindersystem berücksichtigen.

Empfindlichkeit und minimale Belichtungszeit bestimmen, wie effektiv die Kamera Bewegungen unter den verfügbaren Lichtverhältnissen einfrieren kann. Die N-EM ist ohne Verstärkung mit ISO 10.000 monochrom und ISO 5.000 Farbe spezifiziert, wobei die Belichtungszeit von 2 μs bis zu einer Bildperiode einstellbar ist. Die Q-EM bietet ISO 2.000 monochrom und ISO 1.000 Farbe bei einem Minimum von 2 μs, während die S-EM entsprechend ISO 3.200 bzw. ISO 1.600 bei einem Minimum von 1 μs bietet. Kurze Belichtungszeiten reduzieren Bewegungsunschärfe, erfordern jedoch mehr Licht, eine weiter geöffnete Blende oder eine höhere Verstärkung. ISO-Werte sollten als Ausgangspunkt betrachtet werden, da Objektivtransmission, Verstärkungseinstellung, Farbfilterung und Szenenreflexion die endgültige Belichtungsreserve beeinflussen.