一种用于横荡条件下气泡行为研究的实验及图像自动采集系统

摘要

本发明属于两相流、气泡动力学领域，具体涉及一种用于横荡条件下气泡行为研究的实验及图像自动采集系统。一种用于横荡条件下气泡行为研究的实验及图像自动采集系统，括实验段驱动系统、供气系统、实验段和图像自动采集系统。本发明可以模拟多种横荡工况，操作方便、快捷，而且成本低廉。

主权项

一种用于横荡条件下气泡行为研究的实验及图像自动采集系统，包括实验段驱动系统、供气系统、实验段和图像自动采集系统，其特征在于：实验段驱动系统包括单轴运动控制器(1)、步进电机驱动器(2)、步进电机(3)、丝杆(4)、第一滑块(5)、第一导轨(6)和第一支架(7)；单轴运动控制器(1)将控制运动的速度、坐标信息传递给步进电机驱动器(2)，步进电机驱动器(2)根据速度、坐标参数决定向步进电机(3)的输出电压，控制步进电机(3)的转速和方向；丝杆(4)与步进电机(3)的轴通过螺栓连接固定在一起，丝杆(4)、第一导轨(6)均通过螺栓连接固定在第一支架(7)上；第一滑块(5)呈Ω型，与圆形截面的第一导轨(6)过盈配合在一起，每根导轨上有两块滑块；供气系统的包括气泵(8)、流量调节阀(9)、玻璃转子气体流量计(10)和止回阀(11)；气体从气泵(8)导出后先流经流量调节阀(9)，再流经玻璃转子气体流量计(10)和止回阀(11)，最后从气孔(12)进入水箱(13)；实验段部分包括带气孔(12)的水箱(13)；水箱(13)通过螺栓连接与丝杆(4)和第一滑块(5)固定在一起，全部重量由第一导轨(6)支撑；步进电机(3)带动丝杆(4)转动，丝杆(4)的转动带动水箱(13)沿第一导轨(6)水平运动；图像自动采集系统包括补光和摄像两个子系统，补光系统包括LED平面光源(14)，摄像系统包括连杆(15)、第二滑块(16)、第二导轨(17)、第二支架(18)、计算机(19)和高速摄像机(20)；LED平面光源(14)与水箱(13)通过螺栓连接固定在一起，随着水箱(13)一起做水平方向的横荡运动，在运动过程中照明水箱；第二支架(18)与第一支架(7)尺寸相同，平行布置；第二滑块(16)呈Ω型，与圆形截面的第二导轨(17)过盈配合在一起，每根导轨上有两块滑块；高速摄像机(20)通过螺栓连接与第二滑块(16)固定在一起，第二连杆(15)两端分别与第一导轨(6)和第二导轨(17)焊接在一起，水箱(13)在水平方向的横荡运动通过第二连杆(15)传递给高速摄像机(20)，采集的图像存储在计算机(19)中。