[發明專利]一種利用雙光譜成像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置

有效

• 申請號: 201310337431.2
• 申請日: 2013-08-05
• 公開（公告）號: CN103398925A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發明（設計）人: 劉維來;張鐘秀;王克逸;王聲波
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 楊學明;顧煒

1.一種利用雙光譜成像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置，其特征在于：該裝置由四大部分組成：激光器（1）、時序控制器（21）、激光束轉激光片光路以及成像光路，其中：

激光器（1）作為激光光源，產生激光束；

時序控制器（21）分別控制激光器外觸發源和相機的快門控制端，使得在脈沖激光到達測量區域時，時序控制器啟動相機快門并保持一段曝光時間，以便相機完成熒光散射光和Mie散射光成像；

激光束轉激光片光路是將激光束（3）轉換為激光片（7），激光束轉激光片光路由第一反射鏡（2）、凹柱面透鏡（4）、凸透鏡（5）和凸柱面透鏡（6）組成，該激光束轉激光片光路將束激光展成一定寬度和一定厚度的片激光；激光片（7）通過激發面，可以使激發面中的微液滴群受激發，產生熒光散射光和Mie散射光；

成像光路由Mie散射光成像光路和熒光散射光成像光路以及ICCD相機構成；熒光散射光成像光路由第二反射鏡（11），第三反射鏡（12）和低通濾光鏡（14）組成，激發面中微液滴群發出熒光散射光和Mie散射光中的一部分被第二反射鏡（11）反射至第三反射鏡（12），然后由低通濾光鏡（14）將波長與激光波長相等的Mie散射光濾除掉，而讓波長比激發激光長的熒光通過，因此，光線經過低通濾光鏡（14）而在ICCD相機（20）形成了半幅圖像，這半幅圖像是激發面的微液滴群發出的熒光散射光圖像；Mie散射光成像光路由第四反射鏡（16），第五反射鏡（18）以及窄帶濾光鏡（17）組成，激發面中微液滴群發出熒光散射光和Mie散射光中的一部分被第五反射鏡（18）反射至第四反射鏡（16），然后由窄帶帶通濾光鏡（17）將熒光濾除而讓Mie散射光通過并被ICCD相機（20）成像，因此，光線經過窄帶濾光鏡（17）而在ICCD相機（20）形成了半幅圖像，這半幅圖像是激發面微液滴群散發出的Mie散射光圖像；ICCD相機（20）每次拍一幅圖像，圖像的一半是由激發面的微液滴群發出的Mie散射光成的像，另一半是由激發面的微液滴群發出的熒光散射光成的像。

2.根據權利要求1所述的一種利用雙光譜成像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置，其特征在于：為了能夠提供高能量密度的激光，以便使激發面中的霧滴群能夠被激發出足夠強的熒光散射光和Mie散射光，從而提高ICCD成像質量，采用脈沖激光器作為激光器（1）。

3.根據權利要求1所述的一種利用雙光譜圖像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置，其特征在于：該激光束轉激光片光路將激光束展成寬度在20mm-100mm之間，且厚度約為0.5mm的片激光。

4.根據權利要求1所述的一種利用雙光譜成像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置，其特征在于：通過成像光路，獲得由半幅熒光散射光圖像和半幅Mie散射光圖像組成所需要拍攝的一幅圖像，成像系統只需要一部ICCD相機。

5.根據權利要求4所述的一種利用雙光譜成像進行霧場粒徑平面分布測量的裝置，其特征在于，所述的成像光路，包含兩組平面反射鏡，每組反射鏡由兩片反射鏡組成，成像光路還包括一個用于濾除熒光而讓Mie散射光通過的窄帶帶通濾光鏡以及用于濾除Mie散射光而讓熒光通過的低通濾光鏡。