[發明專利]一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置

有效

• 申請號: 202110142294.1
• 申請日: 2021-02-02
• 公開（公告）號: CN112748626B
• 公開（公告）日: 2021-11-26
• 發明（設計）人: 張偉;趙庚;姜雄文;陳拓;魏宏健;徐施佳;單寶路;馮文舉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G03B15/05
• 分類號: G03B15/05
• 代理公司: 哈爾濱華夏松花江知識產權代理有限公司 23213
• 代理人: 楊曉輝

1.一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，包括短弧氙燈點光源(18)、超高速數字相機(14)和正投反光屏(17)；

超高速數字相機(14)的相機鏡頭(15)中心位置設置45度桿鏡(16)；

短弧氙燈點光源(18)的光軸與超高速數字相機(14)的光軸呈90度夾角；

短弧氙燈點光源(18)發出的點光源匯聚至45度桿鏡(16)表面，并以光錐形式反射至正投反光屏(17)上，由超高速數字相機(14)記錄在正投反光屏(17)上形成的陰影；

短弧氙燈點光源(18)包括短弧氙燈燈管(3)、短弧氙燈控制電源、正極散熱片(2)、負極散熱片(7)、短弧氙燈管安裝調整機構(8)、球面反射鏡(11)、平凸光學透鏡組和機箱(13)；

短弧氙燈燈管(3)上端的陽極設置有正極散熱片(2)，短弧氙燈燈管(3)下端的陰極設置有負極散熱片(7)，所述負極散熱片(7)通過短弧氙燈管安裝調整機構(8)安裝于機箱(13)底板上，短弧氙燈燈管(3)的陰陽極分別連接短弧氙燈控制電源的正負極；

平凸光學透鏡組由入光側平凸透鏡(4)、出光側平凸透鏡(6)和透鏡組安裝圓筒(5)構成，入光側平凸透鏡(4)和出光側平凸透鏡(6)同軸安裝在透鏡組安裝圓筒(5)內，透鏡組安裝圓筒(5)安裝在機箱(13)一側壁上；

球面反射鏡(11)為凹面球面反射鏡，并安裝于機箱(13)對側側壁上；

短弧氙燈燈管(3)的球形玻殼位于球面反射鏡(11)和平凸光學透鏡組之間且三者水平同軸設置，球面反射鏡(11)和入光側平凸透鏡(4)的焦點均位于短弧氙燈燈管(3)的弧隙處；

球面反射鏡(11)將短弧氙燈燈管(3)發出的發散光匯聚至焦點后繼續前行入射至入光側平凸透鏡(4)，入光側平凸透鏡(4)將匯聚光變為平行光，該平行光經出光側平凸透鏡(6)匯聚為點光源輸出。

2.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，還包括冷卻風扇(1)，所述冷卻風扇(1)設置于機箱(13)頂部，冷卻風扇(1)與短弧氙燈燈管(3)豎直方向同軸設置。

3.根據權利要求2所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，在機箱(13)的側壁設置系列通風孔。

4.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，還包括支承底座(9)和高度調整機構(10)，機箱(13)位于支承底座(9)上，所述支承底座(9)通過高度調整機構(10)令機箱(13)與地面或工作臺保持距離。

5.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，透鏡組安裝圓筒(5)沿水平方向相對于機箱(13)移動以調節透鏡焦點位置。

6.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，還包括球面反射鏡安裝調整機構(12)，球面反射鏡(11)通過球面反射鏡安裝調整機構(12)安裝于機箱(13)側壁上。

7.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，還包括UV鏡，相機鏡頭(15)上安裝UV鏡，UV鏡的中心粘貼45度桿鏡(16)。

8.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，在光錐中部的擾動部(19)加載擾動或者透明的物體，光線發生彎曲后折射在正投反光屏(17)上形成直接陰影，通過超高速數字相機記錄陰影圖像；

擾動部(19)設置原則為：G/H≈0.5，其中G為擾動部(19)與正投反光屏(17)的距離，H為點光源與正投反光屏(17)的距離。

9.根據權利要求1所述一種用于沖擊波高速數字陰影成像的可視化裝置，其特征在于，入光側平凸透鏡(4)的數量為1個或2個。