[实用新型]一种旋转式可升降纹影装置

说明书

本实用新型公开了一种旋转式可升降纹影装置，包括支撑框架、中空的支撑板、升降机构、旋转机构和光学部分，升降机构设在支撑框架内，支撑板的边缘通过滑块与升降机构滑动连接，升降机构带动支撑板在支撑框架内升降，旋转机构设在支撑板上；该装置可以形成Z型光路，且通过升降机构和旋转机构对光学部分进行升降和旋转，可以使光学部分相对于流场做上下运动和绕流场做旋转运动，实现竖直方向和水平方向上流场的多角度图像采集，相较于等效口径的抛物面反射镜成本大大降低，且该装置结构简单。

技术领域

本实用新型涉及流体可视化技术领域，具体是一种旋转式可升降纹影装置。

背景技术

纹影技术的工作原理主要是利用光在流体中快速流动时对入射光波的光线折射，使原本不能清晰可见的气流等可视化，从而对其现象进行观测和分析。纹影实验最早可以追溯到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。在很多领域得到应用，例如人体热羽流检测、烃类气体泄漏检测和声场的显示等。随着航空工业的快速发展，对大型纹影设备的需求逐渐体现。

大型工业风洞的光学设备的尺寸范围通常在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。同时相应的配套设施也更复杂、场地占用更大、制造成本更高。且由于无法旋转纹影系统以获得多个角度的投影值，只能得到一个角度拍摄下的纹影图像。因此，需要设计一种兼具大视场观测和可以获得其他各个角度纹影图像的装置，用来解决上述问题。

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，而提供一种旋转式可升降纹影装置，该装置可以获得流场各个角度的纹影图像，同时利用机械升降结构可以实现Z型光路相对于流场做竖直方向上下运动来进行流场的观测。

一种旋转式可升降纹影装置，包括支撑框架、中空的支撑板、升降机构、旋转机构和光学部分，升降机构设在支撑框架内，支撑板的边缘通过滑块与升降机构滑动连接，升降机构带动支撑板在支撑框架内升降，旋转机构设在支撑板上；

所述旋转机构，包括滑轴、第一齿轮、第二齿轮和伺服电机，第一齿轮为带有内齿中空齿轮，第二齿轮为带有外齿的驱动轮，第一齿轮的外边缘与滑轴转动连接，滑轴通过滑轴连接件固定在支撑板上，第二齿轮固定在电机支架的上表面且与第一齿轮啮合，伺服电机设在电机支架的下表面且伺服电机的输出端与第二齿轮连接，通过伺服电机带动第二齿轮旋转，从而带动第一齿轮旋转；电机支架固定在支撑板上；

所述光学部分，包括抛物面反射镜A、抛物面反射镜B、相机、点光源和刀口，抛物面反射镜A和抛物面反射镜B分别通过光学固定板固定在第一齿轮上且位于第一齿轮同一条直径的两端，点光源设在抛物面反射镜A一侧的光学固定板，相机固定在抛物面反射镜B一侧的光学固定板，刀口位于相机前方的光学固定板上，且相机和点光源分居抛物面反射镜A和抛物面反射镜B连线的两侧。

所述的相机、刀口和抛物面反射镜A设在同一直线上。

所述的点光源与抛物面反射镜A之间的距离为抛物面反射镜A的焦距。

所述的刀口与抛物面反射镜B之间的距离为抛物面反射镜B的焦距。

所述的抛物面反射镜A和抛物面反射镜B的焦距相等。

所述的抛物面反射镜A和抛物面反射镜B设在固定支架上；所述的相机固定在XY轴升降台上。

所述的升降机构，包括导轨、升降杆、升降电机，导轨固定设置在支撑框架内，导轨上设置滑块，滑块与支撑板连接，升降杆的顶部与支撑板的下表面连接，升降电机驱动升降杆升降，通过升降杆的升降，带动支撑板通过滑块沿着导轨进行升降。

所述的支撑框架底部设有地脚万向轮。