[實用新型]一種升降式大視場紋影儀

有效

• 申請號: 202022687614.5
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN213336715U
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 朱海東;陳曦;吳敏;楊凱迪;劉鵬;張明元
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 童世鋒

本實用新型公開了一種升降式大視場紋影儀，該紋影儀包括底座、升降機構、支撐框架、相機、刀口和拋物面反射鏡，升降機構設置在底座的兩端，支撐框架的兩端水平固定架設在升降機構上，支撐框架的一端設置光學固定板，相機和刀口分別通過第一XY升降臺、第二XY升降臺設在光學固定板上，設置了刀口的第二XY升降臺的一側設有點光源，拋物面反射鏡通過鏡面固定架固定在鏡框內，鏡框豎直固定在支撐框架的另一端；其中刀口位于相機和拋物面反射鏡之間，且相機、刀口和拋物面反射鏡在同一條直線上；刀口和拋物面反射鏡之間靠近拋物面反射鏡一端的底座上設有燭臺。該紋影儀結構簡單，成本低，采用小口徑的拋物面反射鏡，就可獲得大視場紋影圖像。

技術領域

本實用新型涉及紋影儀技術領域，具體是一種升降式大視場紋影儀。

背景技術

紋影技術是一種用于透明介質流場的非接觸式光學測量技術。紋影原理測試可以追溯到17世紀，人們通過刀口實驗把任何在表面觀察不可見的氣流變為可見。進入20世紀，紋影技術逐漸成為流體動力學家實驗室里的一種重要工具。隨著航空工業的快速發展，對大型的紋影設備的迫切需求逐漸體現。對于能夠容納全尺寸設備和人員的紋影系統的潛在應用不勝枚舉。

大型工業風洞的光學設施尺寸范圍通常在0.4m至0.75m。在紋影系統中，視場越大，需要的拋物面反射鏡面積也越大。傳統紋影系統通常需要安裝大口徑拋物面反射鏡，受光學加工技術所限，大口徑的拋物面反射鏡加工成本十分昂貴，且實驗條件苛刻。

實用新型內容

本實用新型的目的在于克服現有技術的不足，而提供一種升降式大視場紋影儀，該紋影儀結構簡單，成本低，采用小口徑的拋物面反射鏡，就可以獲得大視場紋影圖像。

實現本實用新型目的的技術方案是：

一種升降式大視場紋影儀，包括底座、升降機構、支撐框架、相機、刀口和拋物面反射鏡，升降機構分別設置在底座的兩端，支撐框架的兩端水平固定架設在升降機構上，支撐框架的一端設置光學固定板，相機和刀口分別通過第一XY升降臺、第二XY升降臺設在光學固定板上，設置了刀口的第二XY升降臺的一側設有點光源，拋物面反射鏡通過鏡面固定架固定在鏡框內，鏡框豎直固定在支撐框架的另一端；其中刀口位于相機和拋物面反射鏡之間，且相機、刀口和拋物面反射鏡在同一條直線上；刀口和拋物面反射鏡之間靠近拋物面反射鏡一端的底座上設有燭臺。

所述的支撐框架的四周設有角度傳感器，角度傳感器與控制器連接。

所述的升降機構，包括步進電機、第一絲桿升降機和第二絲桿升降機，步進電機與控制器連接，步進電機的輸出軸與第一絲桿升降機的傳動軸的一端連接，第一絲桿升降機的傳動軸的另一端通過聯軸器與第二絲桿升降機的傳動軸連接；第一絲桿升降機和第二絲桿升降機的升降絲桿的上端與支撐框架連接，下端可穿過底座進行升降。

所述的升降機構，升降的最大高度為450mm。

所述的拋物面反射鏡的焦距為750mm。

所述的刀口，位于拋物面反射鏡正前方約1450-1550mm處。

上述一種升降式大視場紋影儀的使用方法，包括如下步驟：

1）將安裝有拋物面反射鏡的鏡框豎直固定在支撐框架上，調整底座使底座上表面水平且穩定，調節第一絲桿升降機和第二絲桿升降機的升降絲桿，保證每一側的升降絲桿上端面在同一高度；

2）打開角度傳感器和控制器的電源開關，支撐框架上的角度傳感器向控制器發送傾角數據，控制器根據傾角數據向步進電機發送信號，步進電機驅動絲桿升降機，使底座兩端的絲桿升降機的升降絲桿的上端面均處于同一高度；

3）打開點光源，刀口附近出現圓形光斑，調節第一XY升降臺使圓形光斑最小且刀口將光斑一分為二；

4）調節第二XY升降臺使相機的光圈對準刀口處的光斑，調整相機參數，使相機的取景器中觀察到明亮清晰的鏡面圖像；