[实用新型]一种超声速风洞流场多相机三维标定装置

说明书

本实用新型提供了一种超声速风洞流场多相机三维标定装置，包括：粒子储存罐以及风洞试验段；所述粒子储存罐与所述风洞试验段之间通过高压管路连接；所述风洞试验段包括壳体、激光器以及镜组，所述镜组包括反射镜、横向半透半反镜、纵向半透半反镜；沿着所述激光器的发射方向，依次设置有纵向半透半反镜和反射镜，所述反射镜的同一水平面上设置有横向半透半反镜；所述纵向半透半反镜垂直于所述壳体的侧面，所述横向半透半反镜垂直于所述壳体的顶面；两组所述半透半反镜与所述反射镜之间的夹角为90°。本实用新型提供的一种超声速风洞流场多相机三维标定装置，很好的解决了超声速多相机标定的难题。

技术领域

本实用新型涉及航空航天试验技术领域，尤其是涉及一种超声速风洞流场多相机三维标定装置。

背景技术

随着试验流体力学的发展，精确的速度测量对于理解流动机理、分析飞行器及其各部件的气动特性起到了十分重要的作用。在速度场测量当中，最重要的一步就是标定，目前普遍采用的是静态标定方法。这种方法在低速流场及单相机标定中是适用的。但是对于多相机标定获取超声速三维速度场时，静态标定方法不适用，一则多相机标定时，所有相机同流场都具有一定的角度，不再垂直于拍摄区域；二则一旦流场速度达到超声速及高超声速，此时光线在穿过流场时就会发生折射，导致在相机芯片上的成像点有一定的偏移量。

因此对于超声速流场的多相机标定，需要进行动态标定，但是又要保证标定时不能影响流场本身的流动，故不可能在风洞中放置实体进行动态标定，而目前尚未有方法能够解决该问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种超声速风洞流场多相机三维标定装置，旨在解决背景技术中的问题。

本实用新型提供了一种超声速风洞流场多相机三维标定装置，包括：粒子储存罐以及风洞试验段；所述粒子储存罐与所述风洞试验段之间通过高压管路连接；所述风洞试验段包括壳体、激光器以及镜组，所述镜组包括反射镜、横向半透半反镜、纵向半透半反镜；沿着所述激光器的发射方向，依次设置有纵向半透半反镜和反射镜，所述反射镜的同一水平面上设置有横向半透半反镜；所述纵向半透半反镜垂直于所述壳体的侧面，所述横向半透半反镜垂直于所述壳体的顶面；两组所述半透半反镜与所述反射镜之间的夹角为90°。

进一步地，所述壳体的顶面安装有透明顶窗，所述横向半透半反镜垂直于所述透明顶窗；所述壳体的顶面安装有透明侧窗，所述纵向半透半反镜垂直于所述透明侧窗。

设置透明顶窗和透明侧窗的效果在于，横向半透半反镜和纵向半透半反镜折射后的激光能够通过透明窗户射入到风洞试验段内，为激光对粒子的照射提供条件。

进一步地，所述风洞试验段还包括相机；所述相机位于所述横向半透半反镜的上部。

设置相机的效果在于，相机能够对充满粉末粒子的流场空间进行照明，并拍摄该截面位置的激光线阵图，得到最终的真实状态下的激光线阵网格节点的图像。

进一步地，所述标定装置还包括高压气源；所述高压气源与所述粒子储存罐之间通过高压管路连接。

设置高压气源的效果在于，高压气源提供高压气，在高压气的作用下，粒子随气流流向风洞试验段，而后在主流的作用下，充满整个风洞，用于后续的激光线阵的散射照明。

进一步地，所述粒子储存罐内储存固体粉末，所述固体粉末为球状颗粒且粒径小于500nm。

进一步地，所述激光器采用连续激光器，且激光波长527nm，单脉冲激光能量不小于30mJ，激光束的直径2mm。

进一步地，所述相机的数量为4个。