[发明专利]光线平行度检测装置及应用该装置的多孔喷雾测试系统

权利要求书

1.一种光线平行度检测装置，其特征在于：由不同折射率的平面透镜组成，所有平面透镜按照折射率顺序逐次排列紧密贴合，其中折射率最小的平面透镜的折射率大于空气的折射率；被检测光线从折射率最大的透镜方向入射；当被检测光线为平行光线时，由于平行光线在不同折射率的透镜之间同时发生折射，穿过该光线平行度检测装置之后的光线在高速摄像机中呈现的仍然是平行光线；当被检测光线为发散光线时，由于不同角度的光线折射情况的差异，穿过该光线平行度检测装置之后的光线在高速摄像机中呈现的是一个中心较暗，外围较亮的光环；当被检测光线为汇聚光线时，穿过该光线平行度检测装置之后的光线在高速摄像机中呈现的是一个中间较亮，四周较暗的光斑。

2.一种应用光线平行度检测装置的多孔喷雾测试系统，其特征在于：包括高强度LED阵列光源、狭缝、第一凸透镜、第二凸透镜、光线平行度检测装置、分光镜、定容弹、刀口和高速摄像机；所述的光线平行度检测装置由不同折射率的平面透镜组成，所有平面透镜按照折射率顺序逐次排列紧密贴合，其中折射率最小的平面透镜的折射率大于空气的折射率；所述的定容弹一端设有玻璃端盖，另一端设有平面镜端盖，在平面镜端盖上设有多孔喷油器；高强度LED阵列光源发出的光线经过狭缝后变为线状发散光，线状发散光经第一凸透镜折射变为平行光线，平行光线从光线平行度检测装置中折射率最大的透镜方向射入，经过光线平行度检测装置后射入到分光镜中，穿过分光镜的光线射向定容弹，光线穿过定容弹的玻璃端盖后进入定容弹内部的测试流场区域，光线经定容弹的平面镜端盖反射反向传播再次到达分光镜，光线被分光镜反射到第二凸透镜进行汇聚后经刀口切割进入高速摄像机；所述的光线平行度检测装置对经过第一凸透镜折射后的光线的平行度进行判定，若光线为绝对的平行光线，则高速摄像机中能看到清晰的测试视野；若光线中包含发散光线，则光线平行度检测装置会对微弱的发散光线进行多次重复发散，使高速摄像机中看到的是一个中心较暗，四周较亮的光环；若光线中包含汇聚光线，则光线平行度检测装置会对微弱的汇聚光线进行多次重复汇聚，使高速摄像机中看到的是一个中心较亮，四周较暗的光斑；因此只有在经过第一凸透镜折射后的光线绝对平行时，高速摄像机才能清晰成像；当定容弹内无流场变化时，光线始终保持平行，并最终在刀口处汇聚进入高速摄像机，此时摄像机内显示的是一个亮度均匀的测试区域；当定容弹内出现变化的流场时，由于流场密度的不同，平行光线会发生不同程度的偏折，偏折后的光线无法汇聚到刀口处的焦点上，因此会被刀口阻挡，被阻挡的光线先前所在的位置就会在摄像机中生成一个较暗的区域，因此能够测出喷雾流场的形态变化。