基于激光片光成像的粒子场全场测量方法及其装置

摘要

本发明基于激光片光成像的粒子场全场测量方法及其测量装置，特征是采取互相正交的激光片光照明测试流场中的粒子，采用两个CCD摄像头分别获取垂直于流场方向截面内粒子的像以及平行于流场方向平面内粒子的运动轨迹图象，通过识别粒子的像和统计分析其所占象素的多少确定其等效直径的大小，分析识别粒子的运动轨迹图确定粒子运动速度的大小及其方向，给出成像平面内粒子的尺度谱和速度场分布。本发明仅以流场中的粒子为成像对象，无需人为施加示踪粒子，避免了因示踪粒子的施加对流场造成的干扰，可广泛应用于两相或多相流研究中对流场的多参数、全场动态测量，在能源与环境、国防、机械、化工、冶金、医药和食品等领域中具有广阔的应用前景。

主权项

1、一种基于激光片光成像的粒子场全场测量装置，包括激光片光系统(1)、数字成像系统(2)和图像数据获取系统(3)；其特征在于：所述激光片光系统(1)由激光器电源(4)、激光器(5)、两个柱透镜(6，7)、分束器(8)和反射镜(9)构成，其中分束器(8)置于激光光轴上，反射镜(9)置于分束光束的光轴上，第一柱透镜(6)置于激光经分束器(8)后透射光束的光轴上，第二柱透镜(7)置于激光分束光束经全反射镜(9)反射后的光束的光轴上；所述数字成像系统(2)采用两个CCD摄像头(10，11)，其中第一CCD摄像头(10)垂直于由激光透射光束经第一柱透镜(6)产生的片光，而第二CCD摄像头(11)垂直于由分束光束经第二柱透镜(7)产生的片光；所述图像数据获取系统(3)包括计算机(14)和插置于计算机主板上的图像卡(13)；图象卡(13)通过视频传输线分别与第一CCD摄像头(10)和第二CCD摄像头(11)的输出端连接；第一CCD摄像头(10)和第二CCD摄像头(11)分别通过数据控制线与同一控制器(12)连接；两束激光片光处于两相或多相流场发生装置(15)产生的流场区域(16)内，其中一束激光片光面与流场(16)的流向平行，另一束与流场(16)的流向垂直。