[发明专利]一种单CCD相机三维粒子图像测速方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光粒子图像测速技术，特别涉及了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法。

背景技术

粒子图像测速技术是由70年代兴起的激光散斑全场测速技术（Laser Speckle Velocimetry，简称LSV）演变而来的。基本原理是利用脉冲激光将随流体运动的示踪粒子照亮，利用CCD相机拍摄运动的粒子图像，通过对粒子图像处理得到粒子运动速度矢量。现今三维粒子图像测速技术（3D-PIV）大多采用2个或3个CCD相机同时拍摄某一区域流场照片通过后处理得到三维速度信息，至今还没有采用单个CCD的相机测量三维速度场的PIV技术。

发明内容

本发明的目的是为了采用单个CCD的相机测量三维速度场，特提供了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法。

本发明提供了一种单CCD相机三维粒子图像测速方法，其特征在于：所述的单CCD相机三维粒子图像测速方法如下：

单CCD相机三维粒子图像测速技术是基于凸透镜成像原理。当物距大于凸透镜的2倍焦距时，凸透镜所成的像是倒立缩小的实像。物距发生变化时像的大小也会相应的发生改变。根据像大小的改变量可以知道物距的变化量（实际应用中需对像距进行测量）。

在PIV系统中示踪粒子的散射光线通过两并排放置的凸透镜（物距大于2倍焦距，在像平面（或CCD）成两个实像）。两个像的距离与物距以及两凸透镜的光轴距离成一定函数关系。这个函数关系可根据几何光学推导得到。下面对推导过程做一简要的介绍。

推导过程中所用到的数学参数含义以及相关说明见表1所示

表1图1和推导公式中数学参数说明

图1中半凸透镜1的光轴与半凸透镜2的光轴平行

∴ΔAA₂O₁∽ΔBE₁O₁

···BE1AA2=Vu1---(1)]]>

B1E2AA1=Vu1---(2)]]>