[發明專利]一種基于PIV測速方式的測量襟翼縫道流動的裝置

有效

• 申請號: 201711196443.2
• 申請日: 2017-11-25
• 公開（公告）號: CN107748052B
• 公開（公告）日: 2018-09-21
• 發明（設計）人: 董昊;夏天宇;耿璽;劉松;劉是成;張亞曉
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02
• 代理公司: 蘇州潤桐嘉業知識產權代理有限公司 32261
• 代理人: 胡思棉

本發明屬于風洞試驗技術領域，具體而言，涉及一種基于PIV方法的測量襟翼縫道流動的裝置及方法。其方法包括以下步驟：片光激光從激光器射出端射出，通過光路裝置，使片光激光分成兩束片光激光；粗調光路裝置內的反光鏡，使兩束片光激光能分別從兩個方向打在襟翼縫道內；細調反光鏡并使兩束片光激光能重合即光路搭建完畢。其裝置包括分束立方體、反光鏡、光學夾持構件，本裝置還包括PIV單元。本裝置其結構原理簡單而實用，很好地解決了PIV對于類似襟翼縫道環境的流場拍攝的光路限制的問題，大大提高了PIV拍攝的效率。

技術領域

本發明屬于風洞試驗技術領域，具體則涉及一種基于PIV測速方式來測量襟翼縫道流動的裝置。

背景技術

風洞試驗中，對類似襟翼縫道等精細流場進行PIV測量會因為縫隙空間的限制使得激光難以照亮整個需要拍攝的流場區域，針對這個問題通常的解決辦法是直接通過幾何光學知識，盡可能的找到可拍攝的最大區域先行拍攝，對于剩下的部分區域則需要重新布置光路再次拍攝，通過PIV系統的計算，再將兩部分實驗結果進行拼接，即得到整個拍攝區域的流場結果。

上述傳統的基于PIV拍攝襟翼縫道流場的方法，存在以下缺陷：其一，對于找到盡可能大的拍攝區域本身就比較困難；其二，二次布置光路大大增加了工作量，而且效率很低；其三，通過兩次測量的結果進行拼接，對于測量結果有很大的誤差，不是同一車次的實驗結果，存在很多的不確定性。因此，如何尋求一種突破光路限制，既能確保實驗結果的準確性，又能提高實驗的效率的測量方法，是本領域技術人員迫待解決的技術難題。

發明內容

本發明的首要目的在于提供一種基于PIV測速方式的測量襟翼縫道流動的裝置，該方法不僅能使測量方便快捷，且測量得到的結果可靠性得到保證。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：一種基于PIV測速方式來測量襟翼縫道流動的光路布置方法，包括以下步驟：

片光激光從激光器射出端射出，通過光路裝置，使片光激光分成兩束片光激光；粗調光路裝置內的反光鏡，使兩束片光激光能分別從兩個方向打在襟翼縫道內；細調反光鏡并使兩束片光激光能重合即光路搭建完畢。

上述方案的優點：突破了現有技術的枷鎖，克服了如何利用PIV測量襟翼縫道流場的光路布置這一難題，另辟蹊徑的通過分光原理和光反射原理結合PIV單元可完整的測量出流場的流動情況。該方法不但測算方便快捷，且通過PIV單元計算得到的結果可得到有效保證

本發明的另一個目的在于提供一種應用上述方法的裝置，本裝置結構簡單而實用，占地面積也不大。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：.一種測量襟翼縫道流動的裝置，包括分光結構，反光結構；所述的分光結構包括分光立方體(2)以及分束立方體轉接器(3)，所述的分光結構包括第一方形反光鏡固定架(5)，第二方形反光鏡固定架(7)以及第一平面全反射鏡(6)和第二平面反光鏡(8)，其特征在于，還包括測算已通過粒子流速的PIV單元(1)，所述的PIV單元(1)的光路照射方向與待測粒子運動方向平行。

所述的分束立方體(2)通過旋轉分束立方體轉接器(3)上的旋鈕，使分束立方體卡在分束立方體轉接器內；所述的分束立方體轉接器(3)通過調節二維高穩定鏡架(4)上的旋鈕使二者連接在一起，并通過桿架結構(9)與下底板(10)連接，所述的第一平面全反射鏡(6)，第二平面反光鏡(8)通過分別調節第一方形反光鏡固定架(5)和第二平面反光鏡固定架(7)上一端的兩個旋鈕，將平面全反射鏡固定在方形反光鏡固定架上，所述的兩個方形反光鏡固定架通過桿架結構與下底板(10)連接。

所述的PIV單元(1)射出端需要緊靠分光結構布置。

所述的分束立方體(2)為非偏正光學分束立方體，立方體由兩塊直角棱鏡組成，分束立方體能夠將入射光按1:1的比例分為反射光和透過光，所述的分束立方體轉接器(3)為金屬制件。