[發明專利]一種用于粒子圖像測速的移動定位裝置

有效

• 申請號: 201610004948.3
• 申請日: 2016-01-05
• 公開（公告）號: CN105675918B
• 公開（公告）日: 2019-03-05
• 發明（設計）人: 段炎沖;陳啟剛;曹列凱;王興奎
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01P5/26
• 分類號: G01P5/26
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明涉及一種用于粒子圖像測速的移動定位裝置，屬于水利測量技術領域，該裝置用于安裝粒子圖像測速的激光器和PIV相機，該裝置包括支撐框架、升降系統、移動定位平臺、激光器安裝口、相機安裝平臺；其中，升降系統安裝在支撐框架上，能沿垂直方向移動；移動定位平臺安裝在升降系統上，跟隨升降系統垂向移動，并可沿長度方向水平移動；在移動定位平臺的面板中部設置鏤空區域作為激光器安裝口，用于安裝PIV激光片光源；相機安裝平臺包括兩組,對稱設置在移動定位平臺兩端，用于架設PIV相機；激光器安裝口及相機安裝平臺可跟隨移動定位平臺作二維移動，實現雙自由度移動定位功能。本裝置具有操作方便、定位精度高等特點，具有較好的推廣應用前景。

技術領域

本發明屬于水利測量技術領域，特別涉及一種用于粒子圖像測速的移動定位裝置。

背景技術

粒子圖像測速(PIV)技術作為一種無干擾、瞬態、全流場測量方法，具有較高的分辨率，在對紊流的脈動特征、相干結構等研究方面具有很大的優勢，已廣泛應用于水利測量領域。

運用PIV系統進行流場測量時，當測量區域確定后，需要進行一系列的精準定位工作，主要涉及激光片光源的定位(照亮待測區域中的示蹤粒子)和相機定位(使測量區域的示蹤粒子清晰成像)。以測量明渠縱垂面的二維流場為例，如圖1所示，激光片光14需從水槽15的底板豎直向上射入水體，并保證激光片光14與測量平面16重合，相機17水平安裝在水槽15的側面，相機成像面18與測量平面16平行且中心高度相等；當改變測量平面16的展向位置時，需要重新對激光片光14及相機17進行定位。

目前，通常的做法是將激光器12固定在遠離測量區域的平臺11上，通過導光臂13將光束傳導至測量平面下方形成激光片光14，再手動調整導光臂13的三維位置，使激光片光14與測量平面16重合；而相機17則布置在水槽15側面另一固定平臺19上，在測量區域改變時，需分別移動導光臂13和相機17，實現重新定位。上述定位工作耗時耗力，大大降低了PIV系統的測量效率。

發明內容

本發明的目的是為解決已有技術的不足之處，提出一種用于粒子圖像測速的移動定位裝置，具有操作方便、定位精度高等特點，具有較好的推廣應用前景。

本發明提出的一種用于粒子圖像測速的移動定位裝置，該裝置用于安裝粒子圖像測速的激光器和PIV相機，其特征在于，該裝置包括支撐框架、升降系統、移動定位平臺、激光器安裝口、相機安裝平臺；其中升降系統安裝在支撐框架上，可沿垂直方向上下移動；移動定位平臺安裝在升降系統上，跟隨升降系統垂向移動，并可沿長度方向水平移動；在移動定位平臺的面板中部設置鏤空區域作為激光器安裝口，用于安裝PIV激光片光源；相機安裝平臺包括兩組，對稱設置在移動定位平臺兩端，用于架設PIV相機；激光器安裝口及相機安裝平臺可跟隨移動定位平臺作二維移動，實現雙自由度移動定位功能。

所述支撐框架由下框、上框、以及四根連接下框、上框的垂向導軌構成；上框和下框采用矩形不銹鋼管焊接而成，每根垂向導軌為滾珠絲桿螺桿，兩端分別固定在上框和下框的四個角，用于安裝升降系統。