[发明专利]像素级剪敏液晶标定方法和装置

说明书

本发明公开了一种像素级剪敏液晶标定方法，包括：制作与待测件的形状和尺寸均相同的标定件，并对标定件的标定平面进行处理操作；通过对标定件进行量级标定操作获取量级标定曲线；根据拍摄获取的多个图片计算出每一个像素点在多个角度的色相Hue值，并针对每一个像素点对色相Hue值‑角度φ进行高斯曲线的拟合运算；将获取的色相Hue值‑角度的高斯曲线中色相Hue值的最大值代入至量级标定曲线中，获取的τ值即为每一个像素点的剪切应力值；根据获取的每一个像素点的剪切应力值完成对标定件的全平面内所有像素点的标定操作。该方法可以有效消除误差，提高测量精度。本发明还公开了一种像素级剪敏液晶标定装置。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别涉及一种像素级剪敏液晶标定方法和装置。

背景技术

传统技术中，在旋转机械的湍流边界层的研究中，壁面剪切应力一直是非常重要的参数。常规的方法如：粒子图像测速法(PIV)观测示踪粒子跟随流场的运动轨迹，得到壁面附近的速度分布，进而得到速度梯度算出剪切应力；油膜干涉法基于不同剪切力作用下油膜厚度有所不同，实际测量中要对油膜进行特殊处理以保证其表面反射特性，其它参数比如重力，压力梯度等也会影响测量精度；基于MEMS传感器技术一般只能够测量单点壁面剪切应力，且造价高，无法实现多点测量，有局限性。

发明内容

基于此，有必要针对传统技术存在的问题，提供一种具有便捷性的多点测量的像素级剪敏液晶标定方法和装置。该方法利用了某些液晶在一定温度范围内只对剪切应力敏感这一特性，可以实现介质与壁面间的剪切应力场“面测量”，有效的消除误差，提高测量精度，同时具有对流体扰动很小的有益效果。

第一方面，本发明实施例提供了一种像素级剪敏液晶标定方法，所述方法包括：制作与待测件的形状和尺寸均相同的标定件，并对所述标定件的标定平面进行处理操作；通过对所述标定件进行量级标定操作获取量级标定曲线；根据拍摄获取的多个图片计算出每一个像素点在多个角度的色相Hue值，并针对所述每一个像素点对所述色相Hue值-角度φ进行高斯曲线的拟合运算；将获取的所述色相Hue值-角度的所述高斯曲线中所述色相Hue值的最大值代入至所述量级标定曲线中，获取的τ值即为所述每一个像素点的剪切应力值；根据获取的所述每一个像素点的所述剪切应力值完成对所述标定件的全平面内所有像素点的标定操作。

在其中一个实施例中，对所述标定件的标定平面进行处理操作包括：对所述标定件的所述标定平面的第一平面制作尺寸与剪切应力测量装置相同的沉孔；对所述标定件的所述标定平面的第二平面喷涂剪敏液晶；其中，所述剪切应力测量装置为摩阻天平，所述第一平面为设置了所述剪切应力测量装置的所述标定件朝上的平面，所述第二平面为与所述第一平面背对侧平面。

在其中一个实施例中，所述通过对所述标定件进行量级标定操作获取量级标定曲线包括：所述标定件受到的气流速度在预设范围内逐级加快的状态下，在预设标定速度范围内通过拟合运算获取一条Hue-τ曲线，并将所述Hue-τ曲线定义为所述量级标定曲线。

在其中一个实施例中，还包括：将设置有所述剪切应力测量装置的所述第一平面朝上，使得所述标定件所受气源角度为0°，气源方向为均匀覆盖所述第一平面，其中，所述第一平面内剪切应力方向与所述气源方向相同。

在其中一个实施例中，还包括：将拍摄装置分别设置在0°，±30°和±60°位置进行多角度拍摄以获取多个图片，其中，以所述拍摄装置垂直正对所述标定件的所述标定平面的位置为0°，且所述拍摄装置为CCD相机，所述CCD照相机放置于和所述标定平面成40°角的正上方，并使用固定架固定。

在其中一个实施例中，还包括：所述拍摄装置在拍摄过程中，所述标定件所受的气流的速度大小、所述标定件所受的气流的速度方向、所述标定件所受的温度、所述标定件所受的光照强度均保持不变，其中，所述光照强度的形成为通过白灯位于所述标定平面正上方，形成面光源，所述面光源垂直照射在所述标定平面上。