[发明专利]一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统

权利要求书

1.一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：该系统包括1个空气静压主轴系统、1个荧光显微镜、2个CCD相机、1个激光发射器、1个信号控制器和1台PC机；所述的荧光显微镜固定在空气静压主轴的轴套上，荧光粒子充满着空气静压主轴的整个空气静压主轴系统的气腔，激光发生器的光束透过荧光显微镜，荧光显微镜一端观测着气膜间隙内区域，另一端与一个CCD相机固定在一起，另一个CCD相机的输出端与PC机相连，PC机再将信号输出给同步控制器，同步控制器再反馈给CCD相机和激光发生器，实现对CCD相机与激光发生器的控制。

2.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：所述荧光显微镜能够通过调节旋钮得到不同的聚焦平面，从而实现观测区域的调整，达到对不同位置的气流进行观察的目的。

3.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：利用双眼成像原理，两个CCD相机并联设置在荧光显微镜的一侧，通过两个CCD相机对荧光显微镜聚焦平面内的荧光粒子进行连续高频拍摄，从而能够得出清晰准确的粒子运动轨迹；CCD相机能够连续多次拍摄到主轴气膜间隙内的荧光粒子。

4.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：所述PC机能够实现对成像图片中的荧光粒子进行追踪处理，找出相邻时间段内两幅图片中荧光粒子的相关性，从而得到粒子的运动速度。

5.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：所述同步控制器能够根据PC机发出的信号对激光发生器以及CCD相机做出反馈调节，使得拍摄出的成像效果达到最佳。

6.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：所述激光发生器能够根据同步控制器给出的信号指令进行调整，并且发出的激光光束通过二向色分光镜的作用进入荧光显微镜使荧光粒子感光。

7.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：经过过滤的空气与荧光粒子在充分混合后通过空气静压主轴的进气孔进入主轴气腔，再经过径向和轴向的节流孔，到达主轴转子表面，形成一层厚度均匀的气膜，使转子在转动过程中几乎不产生摩擦；由于气膜对转子有一定的支撑作用，使转子在径向方向上不发生相对移动，同时在轴向方向上由于上、下止推板的作用，转子的轴向方向上的相对位置固定；当主轴处于静止状态下或运转时，对气体的流速进行精确检测。

8.根据权利要求1所述的一种针对空气静压主轴内部气体流速的检测系统，其特征在于：通过调节荧光显微镜的聚焦平面可以实现对气膜间隙内某一平面上的气流进行观察，利用双眼成像原理，采用CCD相机对观测到的荧光粒子进行高频拍摄；再将拍摄得到的图像传输给PC机进行处理，处理结果传递给同步控制器，再由控制器对CCD相机和激光发生器发出指令进行维调整以达到最佳拍摄效果；PC机利用同一聚焦平面上连续拍摄得到的图像进行粒子追踪从而得到该平面上的气体流速；通过调节不同的聚焦平面得到不同的荧光粒子流速，从而实现整个流场区域的观察，体现气体的速度滑移现象。