Veröffentlicht am 16. Juli 2026 um 06:40 Uhr
Schnelle physikalische Prozesse – mechanische Brüche, Projektildurchschläge, Flüssigkeitsströmungen, elektromechanische Schaltübergänge – laufen auf Zeitskalen von unter 100 Millisekunden ab. Das menschliche Auge nimmt diese als EINZIGEN Moment ohne Details wahr. Eine Standard-Videokamera (30 FPS) erfasst in denselben 100 ms lediglich 3 Einzelbilder – völlig unzureichend, um die ZEITLICHE INNERE DYNAMIK des Ereignisses zu analysieren.
Eine Hochgeschwindigkeitskamera ist das Werkzeug, das zeitliche Details sichtbar macht. Bei 2420 FPS werden im gleichen Zeitraum von 100 ms 242 Einzelbilder aufgenommen – eine 40-sekündige Zeitlupenwiedergabe, die JEDEN mechanischen Phasenübergang des Prozesses offenbart.
Was Highspeed-Aufnahmen offenbaren
Ballistik-Analyse: Eine Kugel aus einer 9-mm-Pistole hat eine Mündungsgeschwindigkeit von 350 m/s. Der Durchschlag durch einen 30 cm tiefen ballistischen Gelatineblock dauert 0,86 ms. Eine Standardkamera verpasst diesen Vorgang vollständig. Bei 2420 FPS werden ~2 Einzelbilder erfasst – ausreichend, um die Deformation und das Taumeln des Geschosses zu verifizieren.
Bruchmechanik: Glasbruch beim Schlag mit einem Schlagwerkzeug. Vom intakten Zustand bis zum vollständigen Bruchmuster vergehen 5–15 ms. Bei 2420 FPS werden 12–36 Einzelbilder erfasst – genug, um die Rissausbreitungsgeschwindigkeit und die bevorzugte Rissrichtung zu analysieren.
Elektromechanische Relais-Übergänge: Ein Standard-Relais-Schaltvorgang dauert 5–15 ms. Während des Schaltens entsteht ein LICHTBOGEN (elektrische Entladung zwischen den Kontakten) von 100–500 μs Dauer. Bei 2420 FPS werden 12–36 Einzelbilder über den gesamten Schaltvorgang des Relais erfasst, plus mehrere Aufnahmen während der Lichtbogenphase. Entscheidend für die Erforschung der Relais-Lebensdauer.
Strömungsmechanische Analyse (PIV, Particle Image Velocimetry): Hell beleuchtete Partikel in einer Flüssigkeitsströmung werden in Bildpaaren erfasst. Die Partikelverschiebung zwischen den Bildern entspricht dem Geschwindigkeitsvektor. Bei 2420 FPS können Strömungsgeschwindigkeiten von bis zu ~5 m/s mit Submillimeter-Auflösung kartiert werden.
Sport-Biomechanik: Golfschwung (Schlägerkopfgeschwindigkeit 40–50 m/s im Treffmoment), Tennisaufschlag (100–140 m/s), Baseballwurf (35–45 m/s). Bei 2420 FPS wird die Treffphase (typischerweise 0,5–2 ms) mit 1–5 Bildern erfasst – ausreichend, um den Schläger-/Schlägerblattwinkel und Materialverformungen zu analysieren.
Motordiagnostik: Pleuelbewegung (bei einem 2000-U/min-Motor = 33 Hübe pro Sekunde). Bei 2420 FPS stehen 73 Bilder pro Hubzyklus zur Verfügung – genug, um Kolbenschwingungen, Kolbenringprobleme und Ventilsteuerungsfehler zu erkennen.
2420 FPS: Die mathematische Realität
Allgemeine Wahrnehmung: 2420 FPS sind beeindruckend. Im Kontext betrachtet: Professionelle Highspeed-Kameras erreichen bis zu 1 000 000 FPS (die Phantom-Serie liegt preislich bei 200 000–2 000 000 SEK). 2420 FPS bewegen sich im EINSTEIGER-BIS-MITTLEREN Bereich professioneller Hochgeschwindigkeitskameras.
Der Trade-off zwischen FPS und Auflösung:
- Volle Auflösung von 1280×1024: 210 FPS.
- Reduzierte Auflösung von 640×512: ~840 FPS.
- Reduzierte Auflösung von 320×256: ~2420 FPS.
- Ultra-reduzierte Auflösung von 160×128: ~9000+ FPS (Schätzwert).
Dies ist Standardphysik: Die Sensorelektronik kann pro Sekunde nur eine FESTE Anzahl an Pixeln auslesen. Durch die Reduzierung der Auflösung erhöht sich die Bildrate proportional.
Praktische Konsequenz: Der Anwender wählt die passende Balance. Gängige Praxis:
- Volle Auflösung (210 FPS): für langsamere Vorgänge (0,5–5 s) mit hohen Detailanforderungen.
- Halbe Auflösung (840 FPS): für mittelschnelle Ereignisse (50–500 ms).
- Viertel-Auflösung (2420 FPS): für schnelle Ereignisse (5–50 ms), bei denen ein DETAILVERLUST akzeptabel ist.
C-Mount-Objektive: Universelle Kompatibilität
C-Mount ist der INDUSTRIELLE STANDARD unter den Objektivanschlüssen. Ursprünglich aus der Ära der 16-mm-Filmkameras stammend, ist C-Mount heute Standard für:
- Industrielle Bildverarbeitung (Machine Vision).
- Mikroskop-Adapter (für die Tele-Mikroskopie).
- CCTV-Überwachungskameras.
- Wissenschaftliche Forschungskameras.
Praktischer Vorteil: Nahezu alle C-Mount-Objektive (vom 2,8 mm Weitwinkel bis zum 500 mm Teleobjektiv) können verwendet werden. Typische Preisspannen:
- Standard 25 mm C-Mount-Objektiv: 500–1500 SEK.
- Tele 100 mm Makroobjektiv: 1500–4000 SEK.
- Zoom 8–48 mm: 3000–8000 SEK.
- Präzisions-Mikroskopadapter: 2000–5000 SEK.
Diese Kamera WIRD OHNE OBJEKTIV GELIEFERT – der Käufer wählt das Objektiv passend zur jeweiligen Anwendung.
Stromversorgung über USB 3.0 – kein externes Netzteil
Herkömmliche Highspeed-Kameras benötigen eine eigene Stromversorgung (12V- oder 24V-DC-Netzteil). Diese Kamera wird DIREKT über den USB 3.0-Port mit Strom versorgt. Ihre Vorteile:
- Kein Netzteil mitzuführen.
- Kein Risiko von Netzteildefekten.
- Ideal für den Feldeinsatz am Laptop.
- Einfachere Installation (nur EIN Kabel).
USB 3.0 (5 Gbit/s Bandbreite) ist zwingend erforderlich – USB 2.0 (480 Mbit/s) wäre ein Nadelöhr für die Highspeed-Videoübertragung. Bei 2420 FPS × 320×256 Pixel × 1 Byte/Pixel = ~200 MB/s, was vollkommen im Rahmen der Leistungsfähigkeit von USB 3.0 liegt.
Trigger-Funktion
Highspeed-Videoaufnahmen sind SPEICHERBEGRENZT. Bei Aufnahmen mit 2420 FPS füllt sich der PC-Arbeitsspeicher rasant (1 GB RAM = ~5 Sekunden Aufnahmezeit bei 320×256).
Die Lösung: TRIGGER-GEPUFFERTE AUFNAHME:
- Die Kamera nimmt kontinuierlich in einem ZIRKULÄREN PUFFER auf (z. B. 3 Sekunden RAM-Cache).
- Tritt das TRIGGER-EREIGNIS ein (z. B. Auftreffen des Schlagbolzens auf Glas), wird der Auslöser betätigt.
- Die Kamera nimmt noch 1–2 Sekunden NACH dem Trigger weiter auf.
- Der Pufferinhalt wird gespeichert: 3 Sekunden VOR + 2 Sekunden NACH dem Trigger = 5 Sekunden Gesamtaufnahme um das Ereignis herum.
Mögliche Trigger-Methoden:
- Manuelle Tasterbetätigung.
- Externes TTL-Signal (z. B. von Beschleunigungssensoren, Mikrofonen, Schaltkontakten).
- Softwareseitig programmiert (z. B. ”Auslösung bei Schallpegel >80 dB”).
Anwendungsbereiche (aus Produktbeschreibung + Praxis)
Life Science: Zellmigration, Spermienmotilität, zelluläre Mikroskopie unter Stressbedingungen.
Physikforschung: Kollisionsexperimente, Wellenausbreitungsstudien, strömungsmechanische Versuche.
Machine Vision: Qualitätskontrolle an Hochgeschwindigkeits-Produktionslinien (200+ Einheiten pro Minute).
Sportanalyse: Golfschwung, Tennisaufschlag, biomechanische Bewegungsanalyse.
Ballistik: Geschwindigkeitsmessung von Projektilen, Durchschlagsverhalten, Rissausbreitungsanalyse bei Schutzmaterialien.
Automobilindustrie: Crashtests (Fahrzeugdeformation beim Aufprall), Airbag-Auslösung, Sicherheitsgurt-Straffermechanismen.
Chemische Industrie: Reaktionskinetik schneller chemischer Prozesse (z. B. Primärphasenanalyse von Detonationen).
Materialwissenschaft: Bruchmechanik, Rissausbreitung unter Last, Studien zur plastischen Verformung.
Weitere Anwendungen:
- Elektrotechnik: Lichtbogenanalyse bei Schaltvorgängen, Kurzschlussforensik.
- Schweißtechnik: Lichtbogenanalyse beim Elektroschweißen.
- Forensik: Analyse von Flüssigkeitsspritzmustern.
- Lehre & Ausbildung: Demonstrationsexperimente in Physik und Mechanik.
PC-Software und Steuerung
Die Kamera wird vollständig über die PC-Software gesteuert. Standardfunktionen:
- Live-Vorschau mit einstellbarer Belichtung und Verstärkung (Gain).
- FPS-Konfiguration pro Auflösungsstufe.
- Trigger-Konfiguration (manuell, externes TTL, softwarebasiert).
- Puffergrößen-Einstellung (Vor- und Nach-Triggerzeit).
- Videoaufzeichnung in AVI-, MP4- oder TIFF-Bildsequenzformaten.
- Einzelbildexport für Publikationen.
- Wiedergabesteuerung mit variabler Geschwindigkeit.
- Messwerkzeuge zur Distanz- und Geschwindigkeitsanalyse.
Beleuchtungsanforderungen bei Highspeed-Aufnahmen
Highspeed-Videoaufnahmen stellen EXTREME Anforderungen an die Beleuchtung. Bei 2420 FPS beträgt die maximale Belichtungszeit lediglich 1/2420 s = 413 μs. Das ist 40-mal kürzer als bei Standard-Video mit 30 FPS (16 ms).
Praktische Konsequenz: Es ist SEHR STARKE Beleuchtung erforderlich. Gängige Lösungen:
- Halogen-Flutlicht 500–1000 W: Standardlösung im Innenbereich.
- Xenon-Blitzlampen: Entsprechung von 5000–10000 W bei ultrakurzer Dauer.
- LED-Array-Panels: 100–500 W Dauerlicht (LEDs sind pro Watt wesentlich effizienter als Halogenlampen).
- Sonnenlicht (im Freien): Die Standard-Referenz, ~100 000 Lux, für fast alles ausreichend.
UNZUREICHENDE Beleuchtung führt selbst bei maximalem Sensor-Gain zu DUNKLEN Bildern – ein typischer Anfängerfehler.
Alternativen im Bereich der Highspeed-Kameras
Dieses 2420-FPS-Modell (43 900 SEK): Der ideale professionelle Einstieg für budgetbegrenzte Anwendungen.
Sony NEX/A6xxx Serie (~30 000–50 000 SEK): Vollformat-/APS-C-Systemkameras mit 4K-Video und ~120 FPS. Hervorragende Bildqualität, aber limitierte Bildrate.
iPhone 15/Samsung Galaxy S24 (~15 000 SEK): Slow-Motion-Modus mit bis zu 240 FPS bei 1080p. Geeignet für Hobbyanalysen.
Chronos 1.4 (~120 000 SEK): Standalone-Highspeed-Kamera. Bis zu 1500 FPS bei Full HD, 40000+ FPS bei reduzierter Auflösung.
Phantom Miro-Serie (200 000–500 000 SEK): Professionelle Forschungsklasse. Bis zu 10 000 FPS bei Full HD, 100 000+ FPS bei stark reduzierter Auflösung.
Phantom v-Serie (800 000–3 000 000 SEK): Highend-Forschungs- und Broadcast-Kamera. Bis zu 1 000 000 FPS.
Wann 2420 FPS AUSREICHEN – und wann nicht
2420 FPS REICHEN AUS für:
- Sportanalysen (Golf, Tennis, Baseball, Cricket).
- Klassische mechanische Diagnostik (Motoren, Getriebe).
- Standard-Ballistik (Pistolenmunition, Luftdruckwaffen).
- Grundlegende Fluidmechanik.
- Zellbiologie (Zellbewegungen dauern Sekunden bis Minuten, NICHT Mikrosekunden).
- Lehre und Labor-Demonstrationen.
2420 FPS sind UNZUREICHEND für:
- Militärische Ballistik (5000+ m/s Gewehrmunition, Hyperschallprojektile).
- Analyse von Primärphasen bei hochexplosiven Detonationen.
- Optische Flammenfrontausbreitungsstudien.
- Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS).
- Halbleiter-Plasmaphysik.
Für diese Anwendungen ist eine Phantom oder ein vergleichbares System erforderlich – bei 5- bis 15-mal höheren Kosten.
Spezifikationen
- Sensor: 1,3 MP CMOS, 1/2″-Format, mit Rolling Shutter.
- Max. Auflösung: 1280 × 1024 bei 210 FPS.
- Max. Bildrate: 2420 FPS bei reduzierter Auflösung (~320×256).
- Objektivanschluss: C-Mount (universeller Industriestandard).
- Schnittstelle: USB 3.0.
- Stromversorgung: Über USB (kein externes Netzteil erforderlich).
- Trigger-Taste: manuell + I/O-Erweiterungsport für externen Trigger.
- LED-Statusanzeige (zweifarbig).
- Stativgewinde an der Unterseite.
- Robustes Metallgehäuse.
- USB 3.0-Kabel im Lieferumfang enthalten.
- HINWEIS: OBJEKTIV NICHT IM LIEFERUMFANG ENTHALTEN. C-Mount-Objektive bitte separat passend zur Anwendung erwerben.
- Kompatibel mit Windows-PCs.
Das erhalten Sie für Ihr Geld
Highspeed-Kamera mit 1280×1024-Pixel-CMOS-Sensor, bis zu 2420 FPS bei reduzierter Auflösung, C-Mount-Anschluss für universelle Objektivkompatibilität, USB 3.0-Stromversorgung (kein externes Netzteil nötig), Trigger-Taste und Erweiterungs-I/O, robustes Metallgehäuse, Stativanschluss, PC-Software zur Konfiguration und Videoaufzeichnung. Die erste professionelle Highspeed-Kamera auf dem Markt unter 45 000 SEK. Preis: 43 900 SEK.
Das Standardwerkzeug für Life-Science-Forschung, physikalische Experimente, Machine Vision, Sportbiomechanik, Ballistikanalyse, Crashtests im Automobilbau, Reaktionsanalysen in der Chemieindustrie und Materialwissenschaften. Der Mehrpreis gegenüber einer Standard-Videokamera rechtfertigt sich sofort, wenn schnelle physikalische Prozesse zeitlich aufgelöst werden müssen – Vorgänge unter 100 ms sind für Standard-Video mit 30 FPS VOLLKOMMEN unsichtbar.
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