[实用新型]一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统

说明书

本实用新型涉及一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统，主要解决现有系统需频繁进行手动调节刀口的切割量导致过程繁琐以及调节精度较低的问题。该系统包括电动刀口、刀口监测相机、刀口控制器、六自由度调节平台、刀口位移驱动电机和图像处理器；电动刀口设置在六自由度调节平台上；刀口控制器可以控制电动刀口的尺寸大小，对电动刀口的尺寸参数进行调节；刀口监测相机对电动刀口处光斑图像进行成像，并将采集到的刀口图像发送到图像处理器，图像处理器分别与刀口控制器、刀口位移驱动电机连接；刀口位移驱动电机与六自由度调节平台连接，带动六自由度调节平台运动。

技术领域

本实用新型涉及纹影系统监测与控制领域，具体涉及一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统。

背景技术

在彩色纹影系统试验过程中，刀口是纹影系统的关键部件。纹影光源发出光线，光线穿过“口”字型狭缝，通过第一面主反射镜将光线准直，然后贯穿流场，在第二面主反射镜的焦面处形成一个相应的“口”字形彩色光源像。在此焦面上用“口”字形刀口的四个刀口分别切割相应的狭缝像，即得到反映两个方向光偏折的彩色纹影图，通过对每个刀口切割量的调节，可以改变纹影系统的灵敏度。

在传统的纹影系统工作过程中，需频繁进行手动调节刀口的切割量改变系统的灵敏度。采用手动调节存在如下问题：一是使得调节过程变得繁琐，从而增大科研人员的冗余工作量；二是通常情况下希望刀口切割量尽量做到均匀，但是手动调节时一般需要通过人眼判切割量的多少，或者需要通过人眼识别“口”字型狭缝光源像的边缘。此时，一方面由于狭缝光源像尺寸较小，人眼判断很难精确判断切割量多少；另一方面，不同的操作人员可能存在判断的个体差异，导致调节精度降低。

实用新型内容

为了克服上述纹影系统中手动调节刀口方面的问题，本实用新型提供了一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统，替代以往的手动调节，减小了科研人员的冗余工作量，保证纹影系统刀口切割量的精确控制。

本实用新型的技术方案是：

一种方便纹影系统光路调试的刀口监测控制系统，包括电动刀口、刀口监测相机、刀口控制器、六自由度调节平台、刀口位移驱动电机和图像处理器；所述电动刀口设置在六自由度调节平台上；所述刀口控制器可以控制电动刀口的尺寸大小，对电动刀口的尺寸参数进行调节；所述刀口监测相机对电动刀口处光斑图像进行成像，并将采集到的刀口图像发送到图像处理器，图像处理器分别与刀口控制器、刀口位移驱动电机连接，实现对刀口控制器、刀口位移驱动电机的控制；所述刀口位移驱动电机与六自由度调节平台连接，控制六自由度调节平台的运动。

进一步地，所述刀口监测相机设置于电动刀口的侧上方，可以对电动刀口处的光斑进行成像监测。

进一步地，所述电动刀口是具有“口”字型四个可以移动的刀口狭缝。

同时，本实用新型提供一种基于上述方便纹影系统光路调试的刀口监测控制方法，包括以下步骤：

1)刀口监测相机对电动刀口位置和刀口处光斑尺寸进行观测；

2)刀口监测相机将数据传输给图像处理器，图像处理器对数据进行处理，得到电动刀口位移量和电动刀口尺寸值；

3)图像处理器将电动刀口位移输入到刀口位移驱动电机，将电动刀口尺寸值输入到刀口控制器；

4)刀口位移驱动电机和刀口控制器调节电动刀口的位置和尺寸；

5)刀口移动实现对狭缝光源像的切割。

进一步地，步骤2)中，图像处理器对数据进行处理，具体为通过图像处理器的MATLAB软件进行图形处理，利用质心算法确定出刀口图像的中心位置。

本实用新型与现有技术相比，具有以下技术效果：