Мониторинг турбин и двигателей в реальном времени может помочь предотвращать поломки и аварии. Но быстро вращающиеся детали, такие как лопасти турбин и вентиляторов, до сих пор оставались почти невидимыми для камер — из-за скорости они размываются в кадре. Ученые из Китая предложили принципиально новый способ, который буквально «останавливает» движение, и делает это с помощью всего одного пикселя.
Исследователи из Университета Цзинаня разработали оптическую систему, способную получать четкие изображения объектов, вращающихся со скоростью до 14,7 тыс. об/мин. Технология основана на однопиксельном детекторе и структурированном освещении: на объект проецируются специальные световые узоры, отражение которых регистрируется с высокой точностью. Эти данные позволяют компьютеру восстановить изображение без участия традиционной камеры, сообщает Optics Letters.
Главное ноу-хау — синхронизация. Система отслеживает цикличность движения объекта (например, обороты вентилятора) и выстраивает визуализацию так, будто он неподвижен. В роли «будильника» — лазер, направленный на вращающуюся деталь. Он фиксирует момент возвращения лопасти в одно и то же положение и дает сигнал сменить проекционный узор. Так собирается серия четких кадров, из которых формируется полное изображение.
Метод работает даже при нестабильной скорости вращения и не требует предварительного знания формы объекта. В демонстрации ученые показали, как система успешно захватила изображение модели реактивного двигателя и вентилятора процессора. В перспективе ее планируют внедрять в авиационные и промышленные установки, где важна диагностика без остановки работы. Возможны и бытовые применения — в диагностике техники, от двигателей автомобилей до блендеров и кондиционеров.
Новая система компактна, энергоэффективна и не требует дорогого оборудования. Однопиксельный детектор отличается высокой чувствительностью, широким динамическим диапазоном и быстрой реакцией. Это новый подход к визуализации — не бороться с движением, а использовать его ритм и буквально «останавливать» время.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что новый фермент поможет превращать отходы в топливо гораздо эффективнее.
