[實用新型]基于有機玻璃水槽的PIV試驗測量裝置

有效

• 申請號: 201921736455.4
• 申請日: 2019-10-16
• 公開（公告）號: CN210625997U
• 公開（公告）日: 2020-05-26
• 發明（設計）人: 楊國黨;胡曉;石小濤;王永猛;陳磊;陶宇;張永年;張奔;龍澤宇;譚紅林;李鴻
• 申請（專利權）人: 三峽大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01P5/20
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 成鋼

一種基于有機玻璃水槽的PIV試驗測量裝置，包括水池，水池通過輸水管與有機玻璃水槽連接，有機玻璃水槽前段放置有整流柵，有機玻璃水槽中部設置有試驗區，試驗區前后各用一個攔魚網連接，有機玻璃水槽后端設置合頁式尾門，有機玻璃水槽中部試驗區上方和有機玻璃水槽左邊壁各貼一張白紙，在白紙的上端和左端各架設一臺頻閃燈，相對于白紙的一端架設第一攝像機和第二攝像機，在試驗區有機玻璃水槽左右兩側各放一個裝水有機玻璃棱鏡，裝水有機玻璃棱鏡旁各架設有第三攝像機和第四攝像機。本裝置能夠重建三維魚的形狀，并對其周身流場進行三維測量。

技術領域

本實用新型屬于流場三維測速領域，特別涉及一種基于有機玻璃水槽的PIV試驗測量裝置。

背景技術

有效魚道的正確設計對于眾多魚類的安全和改善是非常重要的，而如何測量和改善魚道內的流場是一直亟待解決的問題。每一種魚都有其獨特的物理特性，在設計魚道設施時應加以考慮。例如，鱒魚和鮭魚能夠在非常快的水中游泳，因為它們有非常快的爆發速度，而其他一些魚類，如北方梭子魚，和小嘴鱸魚由于中等的爆發速度不能通過非常快的水。在設計魚類通道設施時，還應仔細考慮其他一些因素，如能量耗散、水流紊動、休息區、入口位置、吸引速度和池中的空間。因此利用粒子圖像測速技術（PIV）可以更全面的進行流場測量，對魚道設計和改善魚道有重要的意義。

由于魚道內的流動一般比較復雜，PIV是一種比較合適的獲得速度場的實驗技術。標準2D-PIV (2D2C)是用一臺攝像機在一個平面上測量兩個分量的速度，而Stereo-PIV(2D3C)是用兩臺攝像機在一個平面上測量三個分量的速度。由于價格問題，目前常采用的是簡易（2D3C）測量方法，大多數流場分析同一視口平面魚的流場變化，很少對三維立體魚周身流場進行測量且PIV設備還是不夠簡便。

發明內容

鑒于背景技術所存在的技術問題，本實用新型所提供的基于有機玻璃水槽的PIV試驗測量裝置，與目前常用的二維流場相比，該PIV系統可重建三維魚的形狀，并對其周身流場進行三維測量。

為了解決上述技術問題，本實用新型采取了如下技術方案來實現：

一種基于有機玻璃水槽的PIV試驗測量裝置，包括水池，水池通過輸水管與有機玻璃水槽連接，有機玻璃水槽前段放置有整流柵，有機玻璃水槽中部設置有試驗區，試驗區前后各用一個攔魚網連接，有機玻璃水槽后端設置合頁式尾門，有機玻璃水槽中部試驗區上方和有機玻璃水槽左邊壁各貼一張白紙，在白紙的上端和左端各架設一臺頻閃燈，相對于白紙的一端架設第一攝像機和第二攝像機，在試驗區有機玻璃水槽左右兩側各放一個裝水有機玻璃棱鏡，裝水有機玻璃棱鏡旁各架設有第三攝像機和第四攝像機；第一攝像機、第二攝像機、第三攝像機和第四攝像機通過網線與錄像機連接，錄像機和電腦通過網線連接；有機玻璃水槽旁設有激光筆支架，激光筆支架上設有激光筆，有機玻璃水槽底部設有平面鏡，平面鏡用于發射激光筆反射的片光源。

優選的方案中，所述的第一攝像機和第二攝像機光線垂直有機玻璃水槽設置。

優選的方案中，所述的激光筆包括殼體，殼體的后蓋處設有開關按鈕，開關按鈕與電池電連接，開關按鈕用于控制激光燈通斷，電池設置在殼體內，殼體內設有光線通道，激光燈設置在光線通道的底部，光線通道內可活動地設有激光折射裝置。

優選的方案中，所述的激光折射裝置包括外螺紋筒，外螺紋筒一端與滑動塊連接，滑動塊中心設有孔，所述的孔與外螺紋筒同軸設置，外螺紋筒另一端設有棱鏡；外螺紋筒與調節內螺紋筒螺紋連接，滑動塊設置在滑道內，所述的滑道為光線通道向外擴鑿的結構。

優選的方案中，所述的棱鏡上下通過彈簧連接。

本專利可達到以下有益效果：

1、該PIV系統是一種簡易的測量裝置，可節約成本。與目前常用的二維流場相比，該PIV系統可重建三維魚的形狀，并對其周身流場進行三維測量。