[发明专利]基于阴影技术的爆震波三维结构重建系统

权利要求书

1.基于阴影技术的爆震波三维结构重建系统，包括爆震管、阴影光路系统、光纤传像束、高速摄像机、同步控制器和计算机，其特征在于：爆震管为长80cm，内径3cm的有机玻璃直圆管，可透过光信号并被高速摄像机捕捉；爆震管的一端封闭，一端开口，封闭端上安装有点火头，用于燃料的点燃，开口端用于燃烧产物的排出；侧壁设计有燃料喷注入口，每次点火前均由此注入燃料；阴影光路系统数量为五套，彼此间相互独立，每一套均包括半导体激光器、凹透镜、两块凹面镜和光学镜头，按照“Z”型布局调节每个器件的位置；半导体激光器发射的激光穿过凹透镜后形成放射状光束，经第一块凹面镜反射后变成平行光，再由第二块凹面镜反射后变成收缩状光束并进入光学镜头，由此组成一套阴影光路系统；爆震管的待测区域放置于两块凹面镜之间的平行光区域中；为了提高阴影法的显示效果，激光和第一块凹面镜之间的光线，与两块凹面镜之间光线的夹角设置在10°；五套阴影光路系统中，通过待测区域的平行光束与爆震管y轴正方向的夹角分别调节至10°、50°、90°、130°及170°，即相邻两套阴影光路均以40°的角度位置等距布置，可从爆震管的多个方向记录爆震波的二维投影；采用“Z”型布局的阴影光路系统对爆震管的燃烧过程进行测量，火焰信号通过光纤传像束传播到高速摄像机，在计算机的控制软件设定高速摄像机的拍摄帧速、曝光时间参数后，按下同步控制器的触发按钮，点火和拍摄同步进行，由此得到爆震波在多个方向的二维投影图像，最后通过层析成像技术重建出爆震波的三维结构。

2.根据权利要求1所述的基于阴影技术的爆震波三维结构重建系统，其特征在于：所述的光纤传像束为多根光纤集合成束的图像传输器件，每根光纤可以任意弯曲，其中一端为输入端，放置于每套阴影光路的光学镜头后，另外一端则装配到输出端，输出端再放置于所述的高速摄像机前，由此将火焰信号传输到高速摄像机内。

3.根据权利要求1所述的基于阴影技术的爆震波三维结构重建系统，其特征在于：所述的同步控制器的两个信号输出端分别连接高速摄像机的触发端与爆震管的点火头，在所述的计算机的控制软件内设置高速摄像机拍摄的帧速、曝光时间参数后，按下同步控制器的触发按钮，两个信号输出端同时输出信号，保证高速摄像机的拍摄与点火头的工作同步进行，由此记录下五个方向的瞬时火焰阴影图像，最后通过层析成像技术重建出不同时刻对应的爆震波瞬态三维结构。