[实用新型]一种升降式大视场纹影仪

说明书

本实用新型公开了一种升降式大视场纹影仪，该纹影仪包括底座、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。该纹影仪结构简单，成本低，采用小口径的抛物面反射镜，就可获得大视场纹影图像。

技术领域

本实用新型涉及纹影仪技术领域，具体是一种升降式大视场纹影仪。

背景技术

纹影技术是一种用于透明介质流场的非接触式光学测量技术。纹影原理测试可以追溯到17世纪，人们通过刀口实验把任何在表面观察不可见的气流变为可见。进入20世纪，纹影技术逐渐成为流体动力学家实验室里的一种重要工具。随着航空工业的快速发展，对大型的纹影设备的迫切需求逐渐体现。对于能够容纳全尺寸设备和人员的纹影系统的潜在应用不胜枚举。

大型工业风洞的光学设施尺寸范围通常在0.4m至0.75m。在纹影系统中，视场越大，需要的抛物面反射镜面积也越大。传统纹影系统通常需要安装大口径抛物面反射镜，受光学加工技术所限，大口径的抛物面反射镜加工成本十分昂贵，且实验条件苛刻。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，而提供一种升降式大视场纹影仪，该纹影仪结构简单，成本低，采用小口径的抛物面反射镜，就可以获得大视场纹影图像。

实现本实用新型目的的技术方案是：

一种升降式大视场纹影仪，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。

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。

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。

所述的升降机构，升降的最大高度为450mm。

所述的抛物面反射镜的焦距为750mm。

所述的刀口，位于抛物面反射镜正前方约1450-1550mm处。

上述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；