[發明專利]粒子圖像測速裝置和粒子圖像測試方法

在審

• 申請號: 201710448061.8
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107015022A
• 公開（公告）日: 2017-08-04
• 發明（設計）人: 秦浩;肖姚;葉道星;鄧萬權
• 申請（專利權）人: 西華大學
• 主分類號: G01P5/20
• 分類號: G01P5/20
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 鄧超

1.一種粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述粒子圖像測速裝置包括激光系統、采集系統、同步系統和數據處理系統；

所述激光系統用于產生兩個光波振動方向相互垂直的光源，每個所述光源照射一個截面；所述采集系統與所述數據處理系統連接，所述采集系統用于采集所述截面上的粒子的圖像數據、并將所述圖像數據發送至所述數據處理系統；所述同步系統分別與所述激光系統、所述采集系統連接，用于控制所述激光系統和所述采集系統同步開啟、同步關閉；

所述數據處理系統用于保存所述圖像數據，并根據所述圖像數據分析出三維流場分布。

2.根據權利要求1所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述激光系統包括第一激光器和第二激光器，所述第一激光器用于發出第一光源，所述第二激光器用于發出第二光源，所述第一光源和所述第二光源的光波振動方向相互垂直。

3.根據權利要求2所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述激光系統還包括第一偏振片和第二偏振片；所述第一偏振片安裝于所述第一激光器上，用于改變所述第一光源的振動方向；所述第二偏振片安裝于所述第二激光器上，用于改變所述第二光源的振動方向，并且使所述第二光源的光波振動方向與所述第一光源的光波振動方向垂直。

4.根據權利要求2所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述采集系統包括第一攝像機和第二攝像機，所述第一攝像機用于拍攝所述第一激光器照射的截面，所述第二攝像機用于拍攝所述第二激光器照射的截面。

5.根據權利要求4所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述采集系統還包括第三偏振片和第四偏振片，所述第三偏振片安裝于所述第一攝像機上，用于過濾所述第二激光器上發出的光，所述第四偏振片安裝于所述第二攝像機上，用于過濾所述第一激光器上發出的光。

6.根據權利要求5所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述第一攝像機包括第一鏡頭，所述第二攝像機包括第二鏡頭，所述第三偏振片安裝于所述第一鏡頭前，以便于所述第一攝像機僅拍攝到所述第一激光器照射的截面；所述第四偏振片安裝于所述第二鏡頭前，以便于所述第二攝像機僅拍攝到所述第二激光器照射的截面。

7.根據權利要求4所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述第一攝像機和所述第二攝像機均采用電荷藕合器件圖像傳感器。

8.根據權利要求4所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述同步系統包括同頻器，所述同頻器分別與所述第一激光器、所述第二激光器電連接，以控制所述第一激光器、所述第二激光器同時開啟和同時關閉；所述同頻器分別與所述第一攝像機、所述第二攝像機電連接，以控制所述第一攝像機、所述第二攝像機同時拍攝。

9.根據權利要求8所述的粒子圖像測速裝置，其特征在于，所述數據處理系統包括第一計算機和第二計算機，所述第一計算機分別與所述第一激光器、所述第一攝像機電連接，所述第二計算機分別與所述第二激光器、所述第二攝像機電連接；所述同頻器與所述第一計算機電連接。

10.一種粒子圖像測試方法，其特征在于，采用權利要求1至9中任一項所述的粒子圖像測速裝置；

利用同頻器開啟第一激光器、第二激光器、第一攝像機和第二攝像機，在第一計算機上觀察所述第一攝像機拍攝的粒子圖像數據，調整所述第一攝像機的第一鏡頭、使之拍攝所述第一激光器照射的截面；調節所述第二激光器上的第二偏振片角度、使得第一攝像機無法拍攝所述第二激光器照射的截面；調節第一激光器上的第一偏振片角度、使得第一攝像機能完全拍攝到所述第一激光器照射的截面；

在第二計算機上觀察所述第二攝像機拍攝的粒子圖像數據，調整所述第二攝像機的第二鏡頭、使之拍攝所述第二激光器照射的截面；調節所述第二攝像機的第四偏振片角度、使得第二攝像機能完全拍攝到所述第二激光器照射的截面；

利用所述同頻器開啟所述第一激光器、所述第二激光器、所述第一攝像機和所述第二攝像機，分別在所述第一計算機和所述第二計算機上分析拍攝的粒子圖像數據，并通過粒子圖像技術得出不同斷面的同步流場，最后通過移動測試斷面進行聯合分析獲得三維流場特征。