[发明专利]一种升降式大视场纹影仪及其使用方法

权利要求书

1.一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，包括底座、升降机构、支撑框架、相机、刀口和抛物面反射镜，升降机构分别设置在底座的两端，支撑框架的两端水平固定架设在升降机构上，支撑框架的一端设置光学固定板，相机和刀口分别通过第一XY升降台、第二XY升降台设在光学固定板上，设置了刀口的第二XY升降台的一侧设有点光源，抛物面反射镜通过镜面固定架固定在镜框内，镜框竖直固定在支撑框架的另一端；其中刀口位于相机和抛物面反射镜之间，且相机、刀口和抛物面反射镜在同一条直线上；刀口和抛物面反射镜之间靠近抛物面反射镜一端的底座上设有烛台。

2.根据权利要求1所述的一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，所述的支撑框架的四周设有角度传感器，角度传感器与控制器连接。

3.根据权利要求1所述的一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，所述的升降机构，包括步进电机、第一丝杆升降机和第二丝杆升降机，步进电机与控制器连接，步进电机的输出轴与第一丝杆升降机的传动轴的一端连接，第一丝杆升降机的传动轴的另一端通过联轴器与第二丝杆升降机的传动轴连接；第一丝杆升降机和第二丝杆升降机的升降丝杆的上端与支撑框架连接，下端可穿过底座进行升降。

4.根据权利要求1所述的一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，所述的升降机构，升降的最大高度为450mm。

5.根据权利要求1所述的一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，所述的抛物面反射镜的焦距为750mm。

6.根据权利要求1所述的一种升降式大视场纹影仪，其特征在于，所述的刀口，位于抛物面反射镜正前方1450-1550mm处。

7.权利要求1-6任一所述的一种升降式大视场纹影仪的使用方法，包括如下步骤：

1）将安装有抛物面反射镜的镜框竖直固定在支撑框架上，调整底座使底座上表面水平且稳定，调节第一丝杆升降机和第二丝杆升降机的升降丝杆，保证每一侧的升降丝杆上端面在同一高度；

2）打开角度传感器和控制器的电源开关，支撑框架上的角度传感器向控制器发送倾角数据，控制器根据倾角数据向步进电机发送信号，步进电机驱动丝杆升降机，使底座两端的丝杆升降机的升降丝杆的上端面均处于同一高度；

3）打开点光源，刀口附近出现圆形光斑，调节第一XY升降台使圆形光斑最小且刀口将光斑一分为二；

4）调节第二XY升降台使相机的光圈对准刀口处的光斑，调整相机参数，使相机的取景器中观察到明亮清晰的镜面图像；

5）在烛台上放置待测流场，等待待测流场稳定后，通过步进电机调整升降丝杆，使升降丝杆位于最低位置，相机拍摄第一张照片，同时控制步进电机，使升降机构带动支撑框架以5mm/s的速度匀速水平上升，相机每间隔1秒进行一张照片曝光，待升降机构上升至最高升程后，输出第一张合成纹影照片；

6）控制步进电机，使升降机构带动支撑框架以5mm/s的速度匀速水平下降，相机每间隔1秒进行一张照片曝光，待升降机构下降至最低位置后，相机输出第二张合成纹影照片；

7）实验结束后，移去烛台上的待测流场，关闭电源，等待下一次实验。