一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，包括：一对支撑杆和竖直穿设于支撑杆上的螺纹杆，所述螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，所述隔水区域的底部安装有透明底板。有益之处在于：利用本实用新型专利技术的导光装置能够使PIV激光器所产生的激光直接通过导光装置底部的透明亚克力底板传至水体中，不必行经波面，避免光束受水面波动影响；而且螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，即隔水区域为窄长型，对水流影响较小；此外，利用本实用新型专利技术的导光装置后，无需对实验水槽进行改造，能够大大节省实验成本。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种导光装置，具体涉及一种适用于波流环境下Piv测量的导光 目.ο
技术介绍
在河口、海岸地区常常是波浪、潮流和径流同时存在，波浪和水流的共同作用影响和控制着海岸和近海工程中的很多物理现象，如河口海岸地区泥沙输移、岸滩演变和建筑物周围的冲刷等。波流相互作用使得流场内部结构发生了很大变化，变得异常复杂，为了科学开展波流相互作用研究，有必要掌握其内部的水流结构及运动特性。实验测量是研究波流相互作用的重要手段之一，用以揭示流场基本结构及运动机理、确定经验系数及验证分析计算结果。近年来，计算机技术与图像处理技术的快速发展，使得流场测试技术得以迅速发展与提高，PIKParticle Image Velocimetry，粒子图像测速)技术得到广泛应用。然而，PIV技术对于实验水槽装置要求较高，当激光从水面入射时，由于水面持续波动，容易产生入射光束发散现象，严重影响图像的识别处理。现有专利多采用将水槽做成四周透明的玻璃水箱形式，如申请号为201220176072.8的专利将水槽做成底部及四周透明的水箱，然后采取激光从侧面入射的方法。虽然从透明的透明水槽的底部或侧壁入射可在一定程度上解决上述问题，但对水槽的要求比较高，实验成本相对较大;对于实验室中的长水槽，侧面入射又会导致无法安置相机进行拍摄。因此，如果能设计一种新型实验装置，使激光可以实现从水面上方入射而不受水面波动影响，那么成本将会大大降低，PIV技术将能够更有效地应用于波流实验测量

技术实现思路
为解决现有技术的不足，本技术的目的在于提供一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，确保激光从上部水面入射时不受水面波动影响，拍摄高质量的图像利于计算机分析处理，降低实验成本。为了实现上述目标，本技术采用如下的技术方案:—种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，包括:一对支撑杆和竖直穿设于支撑杆上的螺纹杆，所述螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，所述隔水区域的底部安装有透明底板。优选地，前述螺纹杆通过螺母固定连接于支撑杆上并且能够上下调节。具体地，测量过程中，利用G字夹将支撑杆固定于实验水槽上。更优选地，前述螺纹杆由不锈钢材料制成，表面涂黑色哑光漆以防止反光。再优选地，前述透明底板由透明亚克力板制成。进一步地，前述隔水区域由两块短边侧板和两块长边侧板正交围设构成。更进一步地，前述短边侧板和长边侧板均由黑色亚克力板制成。优选地，前述螺纹杆下端设有方形连接块，所述短边侧板安装于方形连接块上。本技术的有益之处在于:利用本技术的导光装置能够使PIV激光器所产生的激光直接通过导光装置底部的透明亚克力底板传至水体中，不必行经波面，避免光束受水面波动影响；而且螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，即隔水区域为窄长型，对水流影响较小;此外，利用本技术的导光装置后，无需对实验水槽进行改造，能够大大节省实验成本。【附图说明】图1是本技术的一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置的一个优选实施例的主视图；图2是图1所示实施例的侧视图；图3是图1所不实施例的俯视图；图4是图1所示实施例的安装布置图；图5是安装导光装置前后PIV测量原始图像对比图；图6是波流条件下安装导光装置前后ADV所测垂线流速对比图；图7是波流条件下安装导光装置后PIV和ADV所测垂线流速对比图。图中附图标记的含义:1、支撑杆，2、螺纹杆，3、螺母，4、透明底板，5、短边侧板，6、长边侧板，7、方形连接块，8、实验水槽，9、PIV激光器，1、激光口，11、CXD相机，12、同步器，13、工作站。【具体实施方式】以下结合附图和具体实施例对本技术作具体的介绍。参见图1至图3，本技术的适用于波流环境下PIV测量的导光装置包括:一对支撑杆I和竖直穿设于支撑杆I上的螺纹杆2，螺纹杆2通过螺母3固定连接于支撑杆I上并且能够上下调节。螺纹杆2下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，隔水区域的底部安装有由透明亚克力板制成的透明底板4，这样一来，隔水区域内就不会受到波流影响，确保自导光装置上方入射并穿过透明底板4的光线不受波面波动影响，如图5所示，a图为未安装导光装置，b图为已安装导光装置，效果差异十分显著。具体地，本实施例中，螺纹杆2由不锈钢材料制成，表面涂黑色哑光漆以防止反光。隔水区域由两块短边侧板5和两块长边侧板6正交围设构成，短边侧板5和长边侧板6均由黑色亚克力板制成，提高检测结果的可靠性。此外，为了方便连接短边侧板5，在螺纹杆2下端设有方形连接块7，短边侧板5安装于方形连接块7上，在本实施例中，长边侧板6长度为60cm，短边侧板5长度为3cm，两者高度均为10cm。为了更清楚地理解本技术，下面对本技术的导光装置的使用过程进行阐述:如图4所示，测量过程中，利用G字夹将支撑杆I固定于实验水槽8上，旋转螺母3可调节螺纹杆2上下移动，直至实验水槽8中的水位到达短边侧板5和长边侧板6外壁的合适位置，所谓“合适位置”应具有如下要求:(I )、波高不要超过导光装置短边侧板5和长边侧板6的最高处；(2)、透明底板4下方的水流没有明显波动。PIV激光器的激光口 10位于导光装置上方，激光以片光形式穿过透明底板4传至水体中，不必行经波面，避免波面波动而导致激光光束的产生，此时，C⑶相机11即可采集高质量图像并经同步器12反馈至工作站13。图6为波流条件下安装导光装置前后ADV(Acoustic Doppler Velocimeter，多普勒声学测速仪，是一种精度较高的单点测速仪)所测的垂线流速对比图，图7为安装导光装置后PIV和ADV所测垂线流速对比图，实验中波流的环境参数为:水深50cm，横流流速4cm/s，波高3cm，波周期1.4 S。从图6可以看出，导光装置对于波流环境下的流场干扰很小，结合图7来看，加入导光装置后PIV可以很好地满足测量要求。综上，利用本技术的导光装置能够使PIV激光器9所产生的激光直接通过导光装置底部的透明亚克力底板传至水体中，不必行经波面，避免光束受水面波动影响;而且螺纹杆2下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，即隔水区域为窄长型，对水流影响较小；此外，利用本技术的导光装置后，无需对实验水槽8进行改造，能够大大节省实验成本。以上显示和描述了本技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本技术的保护范围内。【主权项】1.一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，其特征在于，包括:一对支撑杆和竖直穿设于支撑杆上的螺纹杆，所述螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，所述隔水区域的底部安装有透明底板。2.根据权利要求1所述的一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，其特征在于，所述螺纹杆通过螺母固定连接于支撑杆上并且能够上下调节。3.根据权利要求1所述的一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，其特征在于，测量过程中，利用G字夹将支撑杆固定于实验水槽上。4.根据权利要求1所述的一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，其特征在于，所述螺纹杆由不锈钢材料制成，表面涂黑色哑光漆以防止反光。5.根据权利要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于波流环境下PIV测量的导光装置，其特征在于，包括：一对支撑杆和竖直穿设于支撑杆上的螺纹杆，所述螺纹杆下端由多个侧板围设成类长条状隔水区域，所述隔水区域的底部安装有透明底板。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田万青，陈永平，王娅娜，胥岩，方家裕，江东勃，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：新型
国别省市：江苏;32