一种测量重频激光器腔内循环气体流动速度的方法

摘要

本发明属于速度光学测量技术领域，涉及的是测量流场速度的方法。本发明通过配备增强型电荷耦合(ICCD)成像器件，结合干涉法或纹影法装置系统来拍摄流场的分布规律，通过控制器的延时控制功能，拍摄得到热气团的发生及演化过程，将获得的图像进行数字图像处理，根据图像的特征得到热气团的中心线，对多帧图像处理得到热气团中心线随时间的变化规律，采用最小二乘法进行数据处理和误差估计，得到一维流场的速度分布信息，本方法采用非接触测量方法，能对流场速度进行实时测量，并得到整个一维速度分布信息，克服了现有技术中的不足和缺陷，具有很强的进步及实用性。

主权项

一种测量重频激光器腔内循环气体流动速度的方法，其特征在于，该方法包括下述步骤：（1）激光器腔内流场分布的获得与采集：根据待测激光器的工作状态，选择干涉法或纹影法获得流场的分布图像，并用成像器件对获得的图像进行采集，获得激光器腔内流场分布的时序图像；（2）时序图像预处理：通过对获得的时序图像进行平滑和去噪处理，获得条纹分布，然后进行二值化及细化处理，获得每一级条纹的中心线；（3）对细化处理后的图像进行中心线提取，得到热气团的中心线位置：对于干涉法得到的图像，提取邻近中心线的条纹的中心线，并对它们进行平均，得到热气团的中心线；对于纹影法获得的图像，直接提取热气团的中心线；采用上述方式，对多帧时序图像进行处理，得到放电发生后不同时刻热气团中心位置；（4）采用最小二乘法对热气团的中心线位置进行数据分析处理：横坐标位置对应流场的移动速度，采用一阶线性拟合方程y＝y0+vt来对每一横坐标对应的流场速度进行估计，其中，t为时间，y为时刻t对应的中心线的纵坐标位置，v为流场速度，y0为初始时刻热气团中心线位置的纵坐标值，将第3步处理得到的不同时刻的热气团的中心位置的坐标代入一阶线性拟合方程，求解得到未知参数y0和v；（5）获得流场速度的分布图：以放电激励方向为横坐标，以流场流动方向为纵坐标，采用相同的一阶线性拟合方程对每个横坐标位置对应的纵坐标进行计算，得到不同横坐标对应的流场平均速度，从而得到以放电激励方向为横坐标的流场的速度分布。