[发明专利]一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统

权利要求书

1.一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统，其特征在于：包括计算机(1)、驱动控制器(2)、驱动装置(3)、水洞试验段(4)、同步测量装置(5)、激光粒子图像测速PIV相机(6)、激光发生器(7)、高速摄像机(8)；所述水洞试验段(4)后侧安装驱动装置(3)，所述驱动装置(3)与所述水洞试验段(4)之间设有被测水翼；所述驱动装置(3)通过所述驱动控制器(2)与所述计算机(1)连接；所述水洞试验段(4)另一侧布设有PIV相机(6)，所述水洞试验段(4)的水翼正下方布设激光发生器(7)，所述PIV相机(6)与所述水洞试验段(4)之间布设同步测量装置(5)，所述同步测量装置(5)布设有PIV拍摄口(5.1)、高速摄像拍摄口(5.2)、同步拍摄口(5.3)；所述PIV拍摄口(5.1)平行于所述同步拍摄口(5.3)，所述高速摄像拍摄口(5.2)垂直于所述同步拍摄口(5.3)；所述PIV拍摄口(5.1)、所述高速摄像拍摄口(5.2)与所述同步拍摄口(5.3)三者内部设有单向透视镜(5.4)；在所述PIV拍摄口(5.1)通向所述同步拍摄口(5.3)的方向上，所述单向透视镜(5.4)为透镜；在所述同步拍摄口(5.3)通向所述PIV拍摄口(5.1)的方向上，所述单向透视镜(5.4)为反光镜；所述PIV相机(6)、所述高速摄像机(8)通过导线与所述计算机(1)连接；在所述水洞试验段(4)与激光发生器(7)之间的光路布设便于激光投射的透明板；所述水洞试验段(4)与同步测量装置(5)之间的光路布设便于拍摄的透明板；所述计算机(1)用于控制所述驱动控制器(2)，并用于所述PIV相机(6)和所述高速摄像机(8)地触发和数据采集。

2.如权利要求1所述的一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统，其特征在于：所述同步测量装置(5)形状为三通装置。

3.如权利要求2所述的一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统，其特征在于：所述同步测量装置(5)形状为三通圆筒装置。

4.如权利要求1或2所述的一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统，其特征在于：所述PIV相机(6)的镜头与所述PIV拍摄口(5.1)同轴安装，所述高速摄像机(8)的镜头与所述高速摄像拍摄口(5.2)同轴安装。

5.如权利要求1或2所述的一种适用于动边界流场的高速摄像与PIV同步测量系统，其特征在于：工作方法为，首先通过计算机(1)设置被测水翼的运动参数，将指令发送给驱动控制器(2)，从而控制驱动装置(3)驱动被测水翼运动；然后通过激光发生器(7)照亮水洞试验段(4)，开启PIV相机(6)以及高速摄像机(8)；在试验中，在PIV相机(6)的前侧安装同步测量装置(5)，在同步测量装置(5)内部设有单向透视镜(5.4)，同时保证PIV相机(6)的镜头与PIV拍摄口(5.1)保持在同一轴线上，保证高速摄像机(8)的镜头与高速摄像拍摄口(5.2)保持在同一轴线上，通过单向透视镜(5.4)的反射效应实现高速摄像机(8)对被测水翼流场进行全流场拍摄，通过单向透视镜(5.4)的透视效应实现PIV相机(6)对被测水翼流场进行激光粒子图像测速，从而实现对PIV测量与高速摄像的同步；与此同时，通过计算机(1)对PIV相机(6)以及高速摄像机(8)进行触发以及数据采集控制，实现动边界绕流流场高速摄像与激光粒子图像测速地同步测量，进而提高动边界绕流流场试验测量效率，且通过同步测量能够提高试验数据处理精度。