[发明专利]一种基于片光源的二维烟雾浓度场测量装置

摘要

本发明公开了一种基于片光源的二维烟雾浓度场测量装置，包括烟雾产生装置、激光发射装置和拍摄处理装置；其中所述的烟雾产生装置包括产烟箱、扰动风机、多孔整流层、玻璃烟腔及光学烟密度计；所述的激光发射装置包括激光器、片光源镜头组、柱面透镜、若干立柱及导轨A；所述拍摄处理系统包括CCD摄像机、立柱、导轨B及计算机，所述CCD摄像机从侧面垂直方向接收片光源的散射光，通过图像处理获得二维平面内不同位置散射光的强度，根据光散射理论计算相对二维烟雾浓度场，最后利用线型光学烟密度计测量的线平均浓度可对得到的数据进行标定。本发明对烟雾场干扰非常小，通过扰动与整流设计，可以产生均匀浓度分布的烟雾，对理论研究起到了很好的支撑作用。

主权项

一种基于片光源的二维烟雾浓度场测量装置，其特征在于：包括烟雾产生装置、激光发射装置和拍摄处理装置；其中：所述的烟雾产生装置包括产烟箱(9)、扰动风机(10)、多孔整流层(8)、玻璃烟腔(7)及光学烟密度计(6)，在所述产烟箱(9)两侧安装两对扰动风机(10)，使得产烟箱(9)中放置的棉绳或木材烟源产生的烟雾能够被充分扩散，烟雾再经过产烟箱(9)上方的多孔整流层(8)变成均匀的烟雾进入薄片状的玻璃烟腔(7)内，最后经过玻璃烟腔(7)上方连接的集烟罩(5)由排烟风机(4)排出，所述玻璃烟腔(7)上方悬挂线型光学烟密度计(6)用于测量固定位置上的线平均烟雾浓度，所述玻璃烟腔(7)用高透过率的超白玻璃制作，并由铝合金钢架支撑，所述产烟箱(9)、多孔整流层(8)和集烟罩(5)均用铝合金材料制作，所述多孔整流层(8)与产烟箱(9)用插槽连接，便于根据实验需要可将多孔整流层抽出，产生不均匀烟雾进行测量实验；所述的激光发射装置包括激光器(1)、片光源镜头组(2)、柱面透镜(3)、若干立柱及导轨A(15)，所述激光器(1)、片光源镜头组(2)和柱面透镜(3)均固定在高度可调立柱上，与导轨A(15)连接成激光发射装置，激光从激光器(1)发出，经过片光源镜头组(2)变为扇形片光源，再经由柱面透镜(3)变为平行片光源，最后照射于玻璃烟腔(7)内的烟雾上发生散射；所述拍摄处理装置包括CCD摄像机(16)、立柱(13)、导轨B(12)及计算机(14)，计算机(14)与CCD摄像机(16)连接，CCD摄像机(16)固定在立柱(13)上，立柱(13)安装在导轨B(12)上，所述CCD摄像机(16)用于从侧面垂直方向接收烟雾的散射光，通过图像处理获得二维平面内不同位置散射光的强度，根据光散射理论计算相对二维烟雾浓度场，最后利用线型光学烟密度计(6)测量的线平均浓度可对得到的数据进行标定。