[发明专利]三维流体浓度场标定装置及标定方法

说明书

本申请涉及一种三维流体浓度场标定装置及标定方法。三维流体浓度场标定装置通过在标定箱体中设置两个第一隔板和至少两个第二隔板，可以将标定箱体包围形成的容纳腔划分为第一层腔体、第二层腔体和第三层腔体，同时将第二层腔体划分为至少三个子腔体。在实际测量过程中，标定装置外的液体通过进液孔进入第一层腔体、第二层腔体、第三层腔体和子腔体内，且第一层腔体、第二层腔体、第三层腔体和子腔体内用于配置预设浓度的荧光物溶液，平面激光沿标定装置的第一层腔体、第二层腔体和第三层腔体分布方向进行扫描，即可获取标定装置不同位置的多帧荧光扫描图像，根据扫描图像即可得到三维流体浓度场的标定系数，完成标定过程，提高3DLIF设备的测量精度。

技术领域

本申请涉及流动测量技术领域，特别是涉及一种三维流体浓度场标定装置及标定方法。

背景技术

在三维激光诱导荧光（3D Laser Induced Fluorescence，3DLIF）测量中，通常需要进行现场标定和校正，以将图像灰度分布准确反演为真实三维浓度场。

在传统的平面激光诱导荧光（Planar Laser Induced Fluorescence，PLIF）标定方法中，通常构建不同浓度的均匀浓度场进行测量，提取图像灰度并构建其与浓度的相关关系，从而实现对片光源沿程衰减的校正。但是，PLIF标定方法无法实现3DLIF测量过程中的标定。

发明内容

基于此，有必要针对PLIF标定方法无法实现3DLIF测量过程中的标定的问题，提供一种三维流体浓度场标定装置及标定方法。

本申请提供一种三维流体浓度场标定装置，包括：

标定箱体，包围形成一个容纳腔；

两个第一隔板，设置于所述容纳腔内，用于将所述容纳腔沿所述标定箱体的长度或宽度方向，划分为第一层腔体、第二层腔体和第三层腔体；

至少两个第二隔板，设置于所述第二层腔体内，用于将所述第二层腔体沿垂直于所述第一层腔体、所述第二层腔体、所述第三层腔体分布方向划分为至少三个子腔体；以及

所述标定箱体开设有进液孔，所述标定箱体外的液体经所述进液孔进入所述第一层腔体、所述第二层腔体、所述第三层腔体和所述子腔体内，所述第一层腔体、所述第二层腔体、所述第三层腔体和所述子腔体用于配置预设浓度的荧光物溶液，其中所述标定箱体、所述第一隔板和所述第二隔板采用透光材料制成。

在其中一个实施例中，所述第一层腔体和所述第三层腔体的体积相同，且所述第一层腔体和所述第三层腔体沿所述第一层腔体、所述第二层腔体、所述第三层腔体分布方向的长度相同。

在其中一个实施例中，至少三个所述子腔体的体积相同，且至少三个所述子腔体沿垂直于所述第一层腔体、所述第二层腔体和所述第三层腔体分布方向的长度相同。

基于同一发明构思，本申请还提供一种三维流体浓度场标定方法，包括：

安装标定装置并打开所述标定装置的进液孔直至所述标定装置的内部液面与外部液面平齐；

调整所述标定装置和探测装置的位置，以使入射的平面激光垂直于所述标定装置中第一层腔体、第二层腔体和第三层腔体的分布方向，并沿所述标定装置的高度方向入射所述标定装置，所述探测装置的探测平面垂直于所述第一层腔体、所述第二层腔体和所述第三层腔体的分布方向；

根据所述标定装置中各腔体荧光物溶液的预设浓度，配置所述标定装置中各腔体的荧光物溶液并搅拌均匀；

采用所述平面激光沿所述第一层腔体、所述第二层腔体和所述第三层腔体的分布方向进行扫描，并在扫描同时采用所述探测装置获取多帧扫描图像，其中所述平面激光与所述探测装置同步运动；

根据所述多帧扫描图像，确定三维流体浓度场标定系数并进行标定。