[发明专利]基于激光诱导方法产生空泡的装置

说明书

本发明公开了一种基于激光诱导方法产生空泡的装置，包括基座，基座上设置有激光发生装置、第一传输镜组和高架光学平台，高架光学平台上设置有升降台，高架光学平台和升降台分别开设有和第一传输镜组对应的第一通光孔和第二通光孔，升降台上沿激光发射方向依次设置有第二传输镜组、扩束镜组和聚焦镜组。本发明实施方式中，第一传输镜组反射激光发生装置产生的激光，通过第一通光孔和第二通光孔后第二传输镜组再次反射激光，使激光进入扩束镜组，经扩束镜组增强后的激光束进入到聚焦镜组，聚焦后射出，在海水中的特定位置存在能量较高的一点，此点上能产生大量空泡，模拟海水中螺旋桨工作时产生的空泡，从而便于对空泡进行科学研究。

技术领域

本发明涉及空泡研究领域，尤其涉及一种基于激光诱导方法产生空泡的装置。

背景技术

船只的螺旋桨在高速的运转过程中会在水中会产生高速水流，但在高速水流中会产生低压和/或超低压区，产生空泡。

空泡破灭产生的结果是：对附近的固体表面产生微射流，射流的强度超过基材的疲劳强度就会产生剥离作用，使得基件表面产生空洞和麻面，桨叶的断面积会随之缩小，低于总体强度发生断裂，桨叶光滑的表面被破坏，其升力下降即推力减小，螺旋桨造成了严重的损伤。

因此，科研院所需要模拟空泡的发生环境，改善工件的材质以及设计结构，以便减小空泡的腐蚀效果，使得螺旋桨等构件更加的坚固耐用。

现有技术中，模拟空泡的发生环境是这么操作的：将待测工件夹在高速旋转的电机上，然后向水中吹入气泡束，高速旋转一定时间，旋转的作用加上往水中吹入的气泡会对工件表面有一定的蚀刻作用，进而做空泡模拟运行实验。

但是这种方法存在一定的问题：螺旋桨的转速没有那么高，空泡的作用较强，已经远远超出了正常出现的空泡的数量级，吹入的空气产生的气泡也和正常条件下产生的气泡不一致，于此，高速旋转加上吹入气体这种方法很难真正的模拟空泡对桨体的腐蚀作用实验。

发明内容

本发明实施方式提供的一种基于激光诱导方法产生空泡的装置，包括基座，所述基座上设置有激光发生装置、第一传输镜组和高架光学平台，所述第一传输镜组和所述激光发生装置的出光口对应设置，所述第一传输镜组位于所述高架光学平台下方，

所述高架光学平台上设置有升降台，所述高架光学平台和所述升降台分别开设有和所述第一传输镜组对应的第一通光孔和第二通光孔，所述升降台上沿激光发射方向依次设置有第二传输镜组、扩束镜组和聚焦镜组，所述第二通光孔位于所述第二传输镜组和所述扩束镜组之间。

本发明实施方式中，第一传输镜组反射激光发生装置产生的激光，通过第一通光孔和第二通光孔后第二传输镜组再次反射激光，使激光进入扩束镜组，经扩束镜组增强后的激光束进入到聚焦镜组，聚焦后射出，在海水中的特定位置存在能量较高的一点，此点上能产生出大量空泡，模拟海水中螺旋桨工作时产生的空泡，从而便于对空泡进行科学研究。其中，第一传输镜组和第二传输镜组提高了激光最终的出射高度和空泡形成点的高度，降低了对光学平台本身高度的需求，从而减少了光学平台的制造成本。同时，扩束镜组和聚焦镜组保证了激光出射光束的稳定性和强度，进而实现在海水中折射为一个稳定、高能量的空泡产生点，低能耗、高效率、高稳定地产生空泡，更加便于对海水中空泡的科学研究，从而更好地研究如何减少空泡对结构的损伤。

在某些实施方式中，所述第一传输镜组和所述第二传输镜组包括反射元件，所述反射元件用于改变所述激光光路的传播方向。

在某些实施方式中，所述第一传输镜组内的反射元件用于将所述激光向所述第二传输镜组方向反射90度，所述第二传输镜组内的反射镜组用于将所述激光向所述扩束镜组方向反射90度。

在某些实施方式中，所述第一传输镜组、所述第一通光孔、所述第二通光孔和所述第二传输镜组位于同一直线上。

在某些实施方式中，所述高架光学平台可升降。