[发明专利]激光片光无偏折穿越波动水面的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光片光无偏折穿越波动水面的装置及其方法，主要应用于水槽试验中粒子图像测速技术。

背景技术

水槽试验中应用粒子图像测速技术时，为从水平方向观测水槽中的水流流场，需要从水面上方射入激光片光照亮观测区域。为准确测量粒子速度，就必须保证相邻两次曝光时间内，片光照亮的区域为所测流场中的同一个平面。当水面静止时，片光垂直入射，可以保证被照亮的流场区域为同一个平面。由于水槽中水流流动时不可避免地产生水面波动，使激光片光不能由水面垂直入射而形成折射，影响片光所照亮的水体位置，使激光片光照亮的平面不断发生变化，这样CCD相机所取得的连续图像就不再是同一个平面的时间变化序列，从而造成粒子匹配错误，影响流速及流态测量的准确性。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种激光片光无偏折穿越波动水面的装置，该装置采用透光片将激光片光从空气中直接引入水面下，从而避免激光片光在穿过空气和水界面时因水面波动而造成片光平面偏移变化的现象，提高图像测速系统的粒子匹配准确度，消除由于水面波动、片光偏折所产生的测速错误。

为实现以上的技术目的，本发明将采取以下的技术方案：

一种激光片光无偏折穿越波动水面的装置，包括基座以及固定安装在基座上的伸缩杆，且伸缩杆的端部安装透光片，该透光片的平面与伸缩杆相垂直；且伸缩杆上设置有用于安装片光转换器的卡锁。

所述伸缩杆通过锁扣与基座固定连接。

所述透光片采用均质透明晶体材料制作而成，且透光片的厚度为5mm。

本发明的另一技术目的是提供一种基于上述激光片光无偏折穿越波动水面的装置的方法，包括以下步骤：（1）将片光转化器置放入卡锁，并调节卡锁角度，使得片光转化器发出的激光片光与伸缩杆平行，并垂直照射透光片；（2）调节伸缩杆，使得透光片垂直地没入水面，且透光片没入水面的深度不低于透光片厚度的一半即可。

根据以上的技术方案，可以实现以下的有益效果：

本发明通过采用透光片使激光片光从空气中直接引入水面下，从而避免激光片光在穿过空气和水界面时因水面波动而造成片光平面偏移变化的现象，提高图像测速系统的粒子匹配准确度，消除由于水面波动、片光偏折所产生的测速错误。

附图说明

图1是本发明所述激光片光无偏折穿越波动水面的装置的结构示意图；

图中：基座1；伸缩杆2；锁扣3；透光片4；卡锁5。

具体实施方式

附图非限制性地公开了本发明所涉及优选实施例的结构示意图；以下将结合附图详细地说明本发明的技术方案。

如图1所示，本发明所述激光片光无偏折穿越波动水面的装置，包括基座1以及固定安装在基座1上的伸缩杆2，附图中所述伸缩杆2通过锁扣3与基座1固定连接，且伸缩杆2的端部安装透光片4，该透光片4的平面与伸缩杆2相垂直，透光片4采用均质透明晶体材料制作而成，且透光片4的厚度为5mm；且伸缩杆2上设置有用于安装片光转换器的卡锁5。

使用时，将片光转换器置放入卡锁，并调节卡锁角度，使激光片光与伸缩杆平行，垂直照射透光片；调节伸缩杆使透光片没入水面，没入高度为透光片厚度的一半；片光垂直照射透光片，由于透光片与水面平行，片光经透光片垂直进入水流中，有效防止出现偏折现象。本发明可有效解决激光片光穿越水面时产生的偏折问题，消除因水面波动导致的片光平面变化，提高PIV技术测速精度。