[實用新型]一種用于光學發動機激光測試圖像采集的反光鏡組件

有效

• 申請號: 201620088508.6
• 申請日: 2016-01-29
• 公開（公告）號: CN205352701U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 堯命發;唐青龍;劉海峰;鄭尊清
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01M15/04
• 分類號: G01M15/04
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

技術領域

本實用新型涉及內燃機缸內過程光學診斷裝置，具體的說，是涉及一種用于活塞加長式光學發動機缸內過程激光測試圖像采集的反光鏡組件。

背景技術

光學發動機是進行內燃機缸內氣體流動、油氣混合和燃燒過程研究的實驗裝置，通過對實際發動機進行結構改造，設置激光引入窗口和光學測量窗口，可以實現對缸內過程的激光測量，例如：利用PIV(粒子圖像測速)技術獲取缸內的速度場；通過燃油-示蹤劑LIF(激光誘導熒光法)定量測量缸內氣相燃油當量比分布；利用LII(激光誘導熾光法)對燃燒過程碳煙進行測量。通過在光學發動機上開展激光測試可以深入認識缸內的物理化學過程，對數值計算模型提供驗證，為內燃機流體力學和燃燒學理論的發展提供支持。另外，光學診斷可以廣泛應用于發動機實際研發過程中。因此開展光學發動機光學測試裝置和方法研發具有較高的理論和實際意義。

圖像采集過程是光學發動機激光測試的最后環節，也是整個實驗系統的關鍵部分，光學測試要獲取的數據是光信號，光信號直接通過透光媒介傳輸，由于光線沿直線傳播的特性，光信號的方向轉折往往需要配合反光鏡來實現，反光鏡的反射效率以及工作環境直接關系到圖像信號準確性和有效性。目前最常見的光學發動機結構為Bowditch式的活塞加長光學發動機，其基本結構見附圖1，通過活塞中部鏤空、加長并在活塞頂部加設視窗的方式將燃燒室的視場光線引入到活塞底部，在底部安裝45°UV-反光鏡(紫外-可見光波段反射)將光路產生90°轉折，最終缸內的光信號被水平放置的相機采集。這種結構的光學發動機的優點是氣缸的有效可視范圍廣，不需要對復雜的缸蓋和氣門機構進行改造，但其缺點之一是圖像采集過程中光路發生轉折，需要在缸體上安裝45°反光鏡，而反光鏡的安裝位置位于加長活塞頂部的活塞環組和底部活塞環組之間，由于底部活塞環的泵油作用，潤滑油會有少部分溢出，同時頂部活塞環組和缸套之間在壓縮和做功沖程中會產生“串氣”，特別是在做功沖程中，泄露的氣體中會包含未完全燃燒的油霧。這些潤滑油和油霧會在高速往復運動的活塞作用下產生飛濺，對反光鏡產生污染。為了減少反光鏡污染對圖像采集系統的影響，實驗過程中需要經常對反光鏡進行擦拭去除油污，而一般的反光鏡與缸體的連接為機械連接，這增加了反光鏡的單次清洗時間和難度，更重要的是通常反光鏡采用普通玻璃基底加頂面鍍鋁膜的方式，頂面為反光面同時也成為油污污染面和擦拭面，這導致經過一段時間使用，鍍膜面因擦拭而磨損，反光鏡的使用壽命降低，同時由于磨損的不均勻度，反光鏡不同位置的反光效率產生差異，從而大大增加了實驗誤差。

實用新型內容

本實用新型的目的是為了克服現有技術中的不足，提供一種用于光學發動機激光測試圖像采集的反光鏡組件，反光鏡組件由反光鏡、支撐板、保護罩和磁性底座組成，可實現快速對反光鏡的反復多次清洗，確保實驗準確性，并提高反光鏡壽命，結構簡單，降低成本。

本實用新型的目的是通過以下技術方案實現的：

一種用于光學發動機激光測試圖像采集的反光鏡組件，包括設置在光學發動機缸體內部的支撐板，所述支撐板伸入缸體內部活塞的鏤空段內形成有135°的彎折段，所述彎折段上設置有反光鏡，所述支撐板設置有與缸體磁性連接的磁性底座，所述彎折段與所述反光鏡可拆卸的相互粘接，所述反光鏡由JGS1熔融石英構成，所述反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，所述鋁膜的底部設置有用于防止鋁膜磨損的保護層，所述彎折段上設置有防護罩。

所述保護層由聚乙烯保護膜構成。

所述反光鏡與所述彎折段之間通過高分子油脂相互粘接。

與現有技術相比，本實用新型的技術方案所帶來的有益效果是：

(1)反光鏡由JGS1熔融石英構成，熔融石英作為反光鏡基體和擦拭面，在保證紫外波段光信號的透過率的同時，提高了反光鏡壽命，降低了成本。

(2)反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，可以對紫外-可見光范圍的光信號進行高效反射，并在鋁膜底部設有保護層，避免了反光面的污染和磨損，確保實驗的準確性。

(3)反光鏡與支撐板的彎折段之間利用高分子油脂的分子間作用力吸附連接，支撐板和缸體之間采用磁性連接，便于反光鏡和支撐板的拆卸和安裝，減少了反光鏡清潔時間，利于提高實驗效率。

附圖說明

圖1是現有技術中光學發動機及其反光鏡組件的結構示意圖。

圖2是本實用新型反光鏡組件及其部分放大結構示意圖。