[发明专利]一种基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统

权利要求书

1.一种基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，该简易速度场测量系统包括示踪粒子(1)、连续激光器(5)、拍摄设备(7)和后处理设备(8)，其中：

所述示踪粒子(1)工作时分散在待测流场中，用于将所述待测流场的运动近似为粒子运动；

所述连续激光器(5)设置在所述待测流场的外部，通过发射的激光片光在所述待测流场内形成测量平面(4)；

所述拍摄设备(7)设置在所述待测流场的外部，并且与所述测量平面(4)平行，通过录像记录所述示踪粒子(1)的运动情况；

所述后处理设备(8)用于处理所述拍摄设备(7)获得的图像，根据所述示踪粒子(1)的运动情况获得所述待测流场的目标速度场。

2.如权利要求1所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，所述简易速度场测量系统还包括带通滤光片(6)，所述带通滤光片(6)设置在所述拍摄设备(7)与测量平面(4)之间，用于过滤自然光。

3.如权利要求1或2所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，所述拍摄设备(7)的视频帧率优选为10fps～100fps。

4.如权利要求1所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，所述示踪粒子(1)的数量优选为每个问询窗口10个～15个。

5.如权利要求1所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，当所述待测流场为气体流场时，所述示踪粒子(1)优选为平均直径1μm～10μm的雾化油滴。

6.如权利要求1所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，当所述待测流场为液体流场时，所述示踪粒子(1)优选为平均直径10μm～100μm的空心玻璃颗粒。

7.如权利要求1所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统，其特征在于，所述拍摄设备(7)为具有录像功能的手机或相机。

8.一种利用如权利要求1～7任一项所述的基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统进行教学实验的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(a)将所述示踪粒子(1)分散在所述待测流场中；

(b)开启所述连续激光器(5)，利用该连续激光器(5)发射的激光片光在所述待测流场内形成测量平面(4)；

(c)保证所述拍摄设备(7)与所述测量平面(4)平行，利用该拍摄设备(7)进行录像；

(d)通过所述后处理设备(8)处理所述拍摄设备(7)获取的图像，以此获得所述待测流场的目标速度场。

9.如权利要求8所述的利用基于粒子图像测速技术的简易速度场测量系统进行教学实验的方法，其特征在于，所述教学实验包括自然对流、强制对流、淹没射流、圆柱绕流、平板边界层流动或板间对流的教学实验。