[發明專利]可消除振動干擾的流場流速測量裝置及方法

有效

• 申請號: 201410172368.6
• 申請日: 2014-04-25
• 公開（公告）號: CN103941038A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 葉景峰;王晟;邵珺;張振榮;李國華;胡志云
• 申請（專利權）人: 西北核技術研究所
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 西安文盛專利代理有限公司 61100
• 代理人: 李中群

1.一種可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：包括標記激光器(7)、顯示激光器(12)、ICCD相機(15)和延遲發生器(13)；

所述的標記激光器(7)的輸出激光經整形為標記線狀激光束(1)，所述顯示激光器(12)的輸出激光經整形為片狀顯示激光束(2)，所述的標記線狀激光束(1)處于片狀顯示激光束(2)的所在的平面內，所述的片狀顯示激光束(2)處于待測流場(4)內，所述標記線狀激光束的方向與流場的流速方向的夾角大于0°，所述的ICCD相機(15)正對片狀顯示激光束(2)成像；所述的延遲發生器的三路延時輸出端分別接標記激光器(7)、顯示激光器(12)和ICCD相機(15)。

2.根據權利要求1所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述的標記激光器(7)是可將H₂O解離為OH并進行標記的激光器，或者是將NO₂解離為NO并進行標記的激光器。

3.根據權利要求2所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述的標記激光器(7)為輸出波長193nm的ArF準分子激光器。

4.根據權利要求1所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述的顯示激光器(12)為能被羥基共振吸收并產生熒光輻射的激光器。

5.根據權利要求4所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述顯示激光器(12)的輸出波長為282nm，羥基共振吸收并產生熒光的波長為310nm。

6.根據權利要求5所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述顯示激光器(12)為倍頻YAG激光器、可調諧染料激光器和倍頻器組成的激光器系統。

7.根據權利要求1所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述的ICCD相機(15)窗口前安裝有濾光片，所述的濾光片(14)對標記激光和熒光輻射的波長高透射，對其他波長吸收或反射。

8.根據權利要求7所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置，其特征在于：所述濾光片(14)中只包含兩個通帶，其中通帶一的中心波長為193nm，半高寬為5nm，通帶二的中心波長為310nm，半高寬為10nm。

9.一種利用權利要求1所述的可消除振動干擾的流場流速測量裝置進行流場流速測量的方法，其特征在于，包括以下步驟：

[9.1]設置延遲發生器的延時時間，使得標記激光器的觸發和ICCD相機的第一次快門信號同步，顯示激光器的觸發和ICCD相機的第二次快門信號同步；

[9.2]開啟流場；

[9.3]延遲發生器依次輸出三路相互獨立的脈沖方波信號，第一路信號觸發標記激光器出光，第二路信號觸發顯示激光器出光，第三路信號兩次觸發ICCD相機快門，記錄圖像；

[9.4]ICCD相機獲取t₁和t₂時刻的流場內的標記線圖像，并處理得到兩條線之間的距離d；

[9.5]根據v＝d/(t₁-t₂)，計算得到流場速度。

10.根據權利要求9所述的流場流速測量方法，其特征在于：所述兩次ICCD相機快門觸發信號的間隔小于5μs。