[实用新型]一种超声速流场光流测速系统

权利要求书

1.一种超声速流场光流测速系统，其特征在于，包括风洞气源、高均匀性示踪粒子播撒装置、双曝光激光光源、导光臂、片光调制透镜组和跨帧相机；

所述高均匀性示踪粒子播撒装置的主气流注入口与风洞气源连通；

所述高均匀性示踪粒子播撒装置包括示踪粒子注入口、锥瓣混合器、第一蜂窝整流器、第二蜂窝整流器和风洞喷管；

风洞气源的主气流进入锥瓣混合器的内部流道，示踪粒子从示踪粒子注入口进入，随后进入锥瓣混合器的外部流道，主气流和示踪粒子通过锥瓣混合器进行掺混；混有示踪粒子的主气流，经过第一蜂窝整流器和第二蜂窝整流器，进入风洞喷管；

双曝光激光光源发出激光光束，经过导光臂和片光调制透镜组后，输出具有相同偏振态的双脉冲合束激光，随后经过加速的混有示踪粒子的主气流流到被激光片光源照明的区域，连续两帧的光流粒子图像被跨帧相机拍摄得到。

2.根据权利要求1所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，双曝光激光光源为产生两束设定时间间隔激光光束的照明设备。

3.根据权利要求2所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，所述双曝光激光光源产生的光束为两束λ0＝1024nm波长的激光光束S光束和P光束；

两束激光光束经过偏振合束晶体的合束后，两束光进入激光倍频晶体，变成倍频为λ1＝532nm波长的绿色激光，经过导光臂，进入片光调制透镜组。

4.根据权利要求3所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，所述片光调制透镜组包括依次设置的激光偏振片、1/2玻片和片光调制透镜组；

激光偏振片将两束光同时进行起偏振转换为椭圆偏振光，1/2玻片使两束光同时成为同一方向的线偏振光，再经过片光调制透镜组使两束光的偏振方向始终保持一致。

5.根据权利要求4所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，所述激光偏振片、1/2玻片、片光调制透镜组上设置有镀增透膜；

所述增透膜厚度h＝λ1/4＝133nm，厚度误差不大于Δh＝2nm。

6.根据权利要求1所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，当风洞气源的内径为D4＝50mm时，锥瓣混合器的中径为R0＝D4，总长L≈2×D4，小径0.45×D4≤R1≤0.55×D4，大径1.45×D4≤R2≤1.65×D4；

锥瓣混合器的锥瓣数量m＝12-16个，外瓣径R3≈2×π×R2/(2.2×m+2×π)，内瓣径R4≈2×π×R1/(1.88×m-2×π)。

7.根据权利要求1所述的超声速流场光流测速系统，其特征在于，第一蜂窝整流器边长优选s9≈0.1×D4，第二蜂窝整流器边长优选s10≈0.075×D4。