[发明专利]PIV标定靶支撑调节机构

说明书

技术领域

本发明涉及用于三维粒子成像测速仪(PIV)标定过程中的标定 靶支撑调节机构。

背景技术

传统的流速测量仪器，只能进行单点测量，而且是接触式测量，无 法对整个区域内的流场进行无扰动测量。PIV技术(Particle Image  Velocimetry，简称PIV)克服了以往流场测试中单点测量的局限性，是 一种非常有发展前景的无扰动流场测量技术。粒子成像测速仪是通过 测量示踪粒子的瞬时速度实现对流场的测量。利用PIV技术测量二维 平面上的流速时，需要在测量的二维平面中均匀撒播跟随性、反光性 良好且比重与流体相当的示踪粒子，使用摄像设备获取示踪粒子的运 动图像。对示踪粒子的运动图像进行分析，就能够获得二维流场的流 速分布。流场中某一示踪粒子在二维平面上运动，其在x、y两个方向 上的位移随时间的变化。

当测量流体表面的流速时，可以在自然光照条件下进行试验；而 对流体内部的二维流场或三维流场进行测量时，就必须使用辅助片光 源照明，即通过激光器打出片光源照射到需要测定的截面上去。想要 使片光源精确地停留在所需要测量的截面上是一项非常精细的工作， 这使得校准片光源到被测截面的工作成为关键。

相机标定的实质是根据已知标定靶上目标的空间坐标及其在像平 面上的坐标，求解映射函数具体解析式的过程，因此标定算法的优劣 是影响标定精度的重要原因。系统需要对相机的内外参数进行标定， 对标定方法的要求是既要精确又要快速。标定过程中用到的标定靶为 二维平面板，在精密微位移机构负载下，在片光厚度内沿片光垂直方 向平移定位，系统需要采集相机景深范围内至少三个位置上的标定靶 图像并进行单视场非共面标定，对机械机构的定位精度要求高。片光 平行均匀地照明标定靶并与相机光轴构成的平面垂直。标定过程中片 光与标定靶之间的偏差是测量误差的主要因素之一，因此标定靶与片 光严格共面(本质上是要求片光与相机像平面平行)是这种标定技术 的关键和难点。标定数据实质上来源于标定靶上的目标，靶上目标一 般为圆、矩形(角点)或十字架等规则形状，呈网格形式排列，便于 目标像中心坐标的提取。采用二维平面标定靶时，微位移机构的定位精 度一般在微米量级。

现没有专用于PIV标定的支撑调节机构，这使得标定的难度加大， 不能快速、方便地进行标定。

发明内容

为了克服已有PIV标定靶的支撑调节机构的标定难度较大、调节 效率较低、空间占有率较大的不足，本发明提供一种降低标定难度、 调节效率较高、空间占有率较小的PIV标定靶支撑调节机构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种PIV标定靶支撑调节机构，包括垂直支撑调节机构和水平支 撑调节机构，所述垂直支撑调节机构包括螺纹调节杆、上支座、下支 座和用以安装标定靶的孔板，所述螺纹调节杆穿过所述下支座的螺纹 孔，且所述螺纹调节杆的一端与所述上支座固定连接，所述上支座可 滑动地安装在下支座上，所述孔板固定安装在上支座上；所述水平支 撑调节机构包括固定底盘、垂直支架和用以安装标定靶的调节板，所 述垂直支架固定安装在固定底盘上，所述垂直支架上开有竖向槽，所 述调节板可滑动地安装在竖向槽内。

进一步，所述上支座上开有滑槽，所述下支座上开有定位孔，定 位件穿过所述定位孔并可滑动地安装在所述滑槽内。

再进一步，所述螺纹调节杆的另一端安装调节把手。

更进一步，所述调节板为矩形带孔板，所述调节板的四周设有四 个安装孔，所述标定靶安装在所述四个安装孔内，所述调节板的中间 孔安装在所述竖向槽内。

本发明的技术构思为：第一种PIV标定靶垂直支撑调节机构可垂 直支撑标定靶，旋转调节杆来调整标定靶的水平前后位置，旋转整个 调节机构，可调节标定靶的上下位置；第二种PIV标定靶水平支撑调 节机构可水平支撑标定靶，可上下调节标定靶，用螺栓将其固定于适 合的位置。

本发明的有益效果主要表现在：操作快速、调节效率高，只需简 单的操作即可使标定靶固定于所需的位置，且避免标定靶在标定过程 中移位。

附图说明

图1是PIV标定靶垂直支撑调节机构的示意图。

图2是PIV标定靶水平支撑调节机构的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。