[发明专利]一种多平面SPIV实验装置

说明书

本发明属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种多平面SPIV实验装置。本发明针对实验水槽2D‑3C‑SPIV实验不同测量面及测量位置需求，将激光器和高速摄像机的搭载平台设计为组合可调角度结构，可以通过调节悬臂方向校准盘的角度调节激光器照射平面，从而测量被测结构物不同角度，不同位置的精细流场，本发明可用于测量水下航行器的各横剖面、纵剖面的三维速度分量，及小型结构物的流向法向平面，展向平面的精细流场。本发明采用可拆卸的分装结构，可以根据实际条件改变支架尺寸，适用于不同尺寸的实验水槽，同时便于存放。

技术领域

本发明属于流体力学实验技术领域，具体涉及一种多平面SPIV实验装置。

背景技术

在实验水槽PIV实验中，通常的二维PIV设备只能根据测量平面选择相机位置和激光片光源位置，且位置的选择受条件影响很大，要改变测量平面需要重新搭建PIV平台，过程费时费力；传统的SPIV测量装置也只能测量横向平面的三维速度场，无法用同一套设备测量其他平面的三维速度场，且造价高昂，装置过于笨重，不利于存放，适应性差，无法进行自行设备升级改装等缺点。综合考虑目前实验设备的缺陷提出这一多平面SPIV实验装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多平面SPIV实验装置。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：包括实验水槽、水平支架、竖直支撑杆和水平支撑杆；所述的水平支架搭载在实验水槽两侧壁面上方；所述的竖直支撑杆设置在实验水槽内部一侧壁面上，竖直支撑杆与水平之间通过限位器连接；所述的水平支撑杆中部与竖直支撑杆底部通过悬臂方向校准盘连接；在水平支撑杆上安装有摄像机平台和激光器平台，且摄像机平台和激光器平台分别位于悬臂方向校准盘两侧；所述的摄像机平台上安装有两个角度调节底座，在角度调节底座上安装有高速摄像机；所述的激光器平台上安装有激光片光源；所述的激光片光源和两个高速摄像机分别与相机-激光器同步器连接；所述的角度调节底座与相机平台控制器连接。

本发明的有益效果在于：

本发明设计了一套用于流体力学实验水槽的一种多平面SPIV实验装置。本发明针对实验水槽2D-3C-SPIV实验不同测量面及测量位置需求，将激光器和高速摄像机的搭载平台设计为组合可调角度结构，可以通过调节悬臂方向校准盘的角度调节激光器照射平面，从而测量被测结构物不同角度，不同位置的精细流场，本发明可用于测量水下航行器的各横剖面、纵剖面的三维速度分量，及小型结构物的流向法向平面，展向平面的精细流场。本发明采用可拆卸的分装结构，可以根据实际条件改变支架尺寸，适用于不同尺寸的实验水槽，同时便于存放。

附图说明

图1为一种多平面SPIV实验装置的总体结构图。

图2为一种多平面SPIV实验装置的流向平面测量示意图。

图3为一种多平面SPIV实验装置的水平悬臂方向校准盘示意图。

图4为一种多平面SPIV实验装置的竖直限位器细节图。

图5为一种多平面SPIV实验装置测量水下航行器围壳处横剖面流场效果图。

图6为一种多平面SPIV实验装置测量水下航行器围壳处流向流场效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述。

本发明设计了一套用于流体力学实验水槽的一种多平面SPIV实验装置。本发明针对实验水槽2D-3C-SPIV实验不同测量面及测量位置需求，将激光器和高速摄像机的搭载平台设计为组合可调角度结构，可以通过调节悬臂方向校准盘的角度调节激光器照射平面，从而测量被测结构物不同角度，不同位置的精细流场，此实验装置可用于测量水下航行器的各横剖面、纵剖面的三维速度分量，及小型结构物的流向法向平面，展向平面的精细流场。装置整体安装在实验水槽的开放测量区域上，本发明将普通实验水槽改装成为可用于测量不同平面三维速度的SPIV实验水槽，适用范围广且造价成本低。