[发明专利]一种纹影测量系统和纹影测量方法

权利要求书

1.一种纹影测量系统，其特征在于，包括沿实验区域的流场方向位于所述实验区域其中一侧的外侧的纹影光源结构和纹影成像结构，以及部分位于所述实验区域其中一侧，部分位于所述实验区域另一侧的纹影平行光反射结构；其中，

所述纹影光源结构用于提供发射光；

所述纹影平行光反射结构至少包括位于所述纹影光源结构发射末端，且沿发射光路方向顺次设置的半反半透镜(4)、主反射镜(5)、第一平面反射镜(6)和光源折返机构，且所述半反半透镜(4)、所述主反射镜(5)和所述第一平面反射镜(6)与所述纹影光源结构位于同一侧，所述光源折返机构位于与所述纹影光源结构相对的一侧；

所述纹影成像结构位于所述半反半透镜(4)反射的接收光路的输出端上；

所述主反射镜(5)与所述第一平面反射镜(6)之间的光路与所述实验区域内的流场方向相平行，所述第一平面反射镜(6)与所述光源折返机构之间的光路贯穿所述实验区域，且与所述实验区域内的流场方向相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种纹影测量系统，其特征在于，所述纹影光源结构包括沿纹影系统光轴方向顺次设置的发射光源(1)、聚焦镜组(2)和可调狭缝光阑(3)；其中，

所述发射光源(1)用于沿纹影系统光轴提供发射光；

所述聚焦镜组(2)用于对所述发射光进行聚焦后输出。

3.根据权利要求2所述的一种纹影测量系统，其特征在于，所述可调狭缝光阑(3)为双刃口结构，且形成的狭缝的长度大于所述聚焦镜组(2)的光斑直径，形成的狭缝的宽度的调节范围为不小于2mm；形成的狭缝方向能够绕纹影系统光轴呈360°进行旋转。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种纹影测量系统，其特征在于，所述主反射镜(5)为离轴抛物面反射镜结构，且俯仰角和偏转角的调节范围为±5°；

所述主反射镜(5)的反射面上的反射系数不低于90％；

所述第一平面反射镜(6)沿所述实验区域内的流场方向可移动地设置，且所述第一平面反射镜(6)的俯仰角和偏转角的调节范围为±5°；

所述第一平面反射镜(6)的反射面上的反射系数不低于90％。

5.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种纹影测量系统，其特征在于，位于所述第一平面反射镜(6)和所述光源折返机构之间的光路上的所述实验区域的侧壁上还设置有一组窗口玻璃(7)。

6.根据权利要求5所述的一种纹影测量系统，其特征在于，所述光源折返机构至少包括第二平面反射镜(8)，且所述第二平面反射镜(8)能够配合所述第一平面反射镜(6)的移动而移动。

7.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种纹影测量系统，其特征在于，所述成像组件至少包括沿经过所述半反半透镜(4)反射后的接收光路顺次设置的刀口(9)、成像镜组(10)和高速相机(11)；其中，

所述刀口(9)为单边机械刃口，且垂直方向的高度调节范围为±5mm，调节步长为0.02mm；

刃口的方向能够绕纹影系统光轴呈360°进行旋转；

所述半反半透镜(4)的透射率和反射率各自为50％。

8.一种纹影测量方法，其特征在于，采用根据权利要求1-7中任意一项所述的纹影测量系统，所述纹影测量方法包括：

S100、采用纹影光源结构向主反射镜提供发射光；

S200、发射光线顺次经主反射镜和第一平面反射镜反射后，贯穿实验区域；

S300、贯穿实验区域后的发射光线经光源折返机构反射后，形成为反射光线；

S400、反射光线贯穿实验区域后顺次经过第一平面反射镜、主反射镜和半反半透镜反射后，经纹影成像结构成像，获得测量结果。