暗场成像装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种暗场成像装置，发光件、第一平面反射件、第二平面反射件、第一凹面反射件、第二凹面反射件、第一分光元件、第二分光元件、刀口，所述发光件、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次设置为出射光路，且第一凹面反射件、第一平面反射件、第一分光元件设置为回射光路；第一分光元件位于发光件与第一平面反射件之间，所述刀口位于所述第一分光元件的分光方向上；且第二凹面反射件、第二平面反射件、第二分光元件设置为回射光路；所述刀口位于所述第二分光元件的分光方向上，第一分光元件的分光方向与第二分光元件的分光方向对应设置。本实用新型专利技术的特点是能够实现多维度成像，且成像精度较高。

【技术实现步骤摘要】
暗场成像装置
本技术属于暗场成像领域，具体涉及暗场成像装置。
技术介绍
暗场成像是一种流场可视化技术，是利用光线偏折率正比于密度梯度的一种流场可视化方法。该技术被广泛应用于空气动力学、流场观测、火焰燃烧以及风动实验等研究领域。其原理概括为：当观察区域中存在气流扰动时，气体流场密度发生微弱变化，气体流场密度的变化与气体折射率有线性关系，从而使气体对光的折射率也随之发生改变。因此，从点光源发出的均匀锥形光线射入观察区域时，均匀锥形光线将受到气流扰动而发生偏转。使用凹面镜对经过流场的光线进行聚焦，并在焦点处放置刀口，可将未受气流影响的光线(I级光)通过而使受到气流扰动发生偏转的光线被挡住，从而将空气密度信息转变成光强信息，最终照射进入摄像头，转变为光强信息在图像上呈现。传统方法是利用Z字型的单光层一维系统成像，存在高马赫数、低静压流场显示中灵敏度低的问题。传统暗场成像只能从单一维度观察流场，仅一面成像，容易丢失或忽略掉与流体相关的重要数据。而目前要实现多个维度成像时，需要多套一维系统叠加使用，而暗场成像设备要求精度高，成套设备价格昂贵，增加成本。此外，叠加使用的精度无法保证，因为实现多维暗场成像时，要多套一维系统来完成，在同一时刻的多个维度成像的配对成为难题。即高速摄像机在连续拍摄的过程中会出现掉帧的现象，则无法实现同一时刻的多维度配对。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种暗场成像装置，其特点是能够实现多维度成像，且成像精度较高。其技术方案如下：暗场成像装置，包括发光件、第一平面反射件、第二平面反射件、第一凹面反射件、第二凹面反射件、第一分光元件、第二分光元件、刀口，所述发光件、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次设置为出射光路，且第一凹面反射件、第一平面反射件、第一分光元件设置为回射光路；第一分光元件位于发光件与第一平面反射件之间，所述刀口位于所述第一分光元件的分光方向上；所述发光件、所述第二平面反射件、所述第二凹面反射件依次设置为出射光路，且第二凹面反射件、第二平面反射件、第二分光元件设置为回射光路；第二分光元件位于发光件与第二平面反射件之间，所述刀口位于所述第二分光元件的分光方向上，第一分光元件的分光方向与第二分光元件的分光方向对应设置。进一步地，所述发光件包括第一灯源和第二灯源，所述第一灯源、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次对应放置，所述第二灯源、所述第二平面反射件、所述第二凹面反射件依次对应放置。进一步地，还包括第一小孔光阑、第二小孔光阑，所述第一小孔光阑位于所述第一灯源和所述第一平面反射件之间，所述第二小孔光阑位于所述第二灯源和所述第二平面反射件之间。进一步地，所述第一灯源位于所述第一凹面反射件的2倍焦距处，所述第二灯源位于所述第二凹面反射件的2倍焦距处。进一步地，还包括摄影机，所述刀口包括第一刀口和第二刀口，所述第一刀口位于所述摄影机与所述第一分光元件之间，所述第二刀口位于所述摄影机与所述第二分光元件之间。进一步地，所述第一平面反射件为第一平面反射镜，所述第一凹面反射件为第一凹面反射镜，所述第二平面反射件为第二平面反射镜，所述第二凹面反射件为第二凹面反射镜，第一平面反射镜与第一凹面反射镜的连线相交于第二平面反射镜与第二凹面反射镜的连线。进一步地，第一平面反射镜与第一凹面反射镜的连线垂直于第二平面反射镜与第二凹面反射镜的连线。进一步地，所述第一分光元件为第一分束镜，所述第二分光元件为第二分束镜，所述第一分束镜斜放在发光件和第一平面反射镜之间，第一分束镜的镜面朝向为分光方向；所述第二分束镜斜放在发光件和第二平面反射镜之间，第二分束镜的镜面朝向为分光方向。进一步地，所述发光件和所述第一凹面发射件位于所述第一平面反射件的同一侧；所述发光件和所述第二凹面发射件位于所述第二平面反射件的同一侧。进一步地，所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件、所述第一分光元件与所述第二平面反射件、第二凹面反射件、第二分光元件对称设置。本技术所提供的技术方案具有以下的优点及效果：流场观察区位于第一平面反射件与第一凹面反射件之间，也位于第二平面反射件与第二凹面反射件之间，第一平面反射件、第一凹面反射件、第一分光元件位于发光件一侧，第二平面反射件、第二凹面反射件、第二分光元件位于发光件另一侧；发光件发光时，光线经过第一平面反射件反射，通过流场观察区，投射在第一凹面反射件上，然后光线再返回，二次经过流场观察区，到第一平面反射件上，再被反射至第一分光元件上，第一分光元件将一半光线分出，光线去到刀口处被切割，最后映入摄影机中；第二平面反射件、第二凹面反射件、第二分光元件中也发生相同的反射光路。这样在摄影机处即可捕捉到两幅光斑，两条光路的设置参数一致，在同一时刻，实现同一流场在两个维度的流场成像，此外，每个光线均两次经过流场观察区，其灵敏度更高，更适合弱流动。附图说明此处的附图，示出了本技术所述技术方案的具体实例，并与具体实施方式构成说明书的一部分，用于解释本技术的技术方案、原理及效果。除非特别说明或另有定义，不同附图中，相同的附图标记代表相同或相似的技术特征，对于相同或相似的技术特征，也可能会采用不同的附图标记进行表示。图1是本技术元件分布图；图2是本技术图1中C部的放大示意图；图3是本技术第一灯源的光路图；图4是本技术第二灯源的光路图；图5是本技术全局光路图。附图标记说明：101、第一灯源，102、第二灯源，201、第一小孔光阑，202、第二小孔光阑，301、第一平面反射镜，302、第二平面反射镜，401、第一凹面反射镜，402、第二凹面反射镜，501、第一分束镜，502、第二分束镜，601、第一刀口，602、第二刀口，701、摄影机，702、流场观察区。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照说明书附图对本技术的具体实施例进行更详细的描述。除非特别说明或另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与所属
的技术人员通常理解的含义相同。在结合本技术技术方案的现实场景的情况下，本文所使用的所有技术和科学术语也可以具有与实现本技术的技术方案的目的相对应的含义。除非特别说明或另有定义，本文所使用的“第一、第二…”仅仅是用于对名称的区分，不代表具体的数量或顺序。需要说明的是，当元件被认为“固定于”另一个元件，它可以是直接固定在另一个元件上，也可以是存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件，也可以是同时存在居中元件；当一个元件被认为是“安装在”另一个元件，它可以是直接安装在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设在”另一个元件，它可以是直接设在另一个元件，也可以是同时存在居中元件。除非特别说明或另有定义，本文所使用的“所述”、“该”为相应位置之前所提及或描述的技术特征或技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.暗场成像装置，其特征在于，包括发光件、第一平面反射件、第二平面反射件、第一凹面反射件、第二凹面反射件、第一分光元件、第二分光元件、刀口，所述发光件、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次设置为出射光路，且第一凹面反射件、第一平面反射件、第一分光元件设置为回射光路；第一分光元件位于发光件与第一平面反射件之间，所述刀口位于所述第一分光元件的分光方向上；/n所述发光件、所述第二平面反射件、所述第二凹面反射件依次设置为出射光路，且第二凹面反射件、第二平面反射件、第二分光元件设置为回射光路；第二分光元件位于发光件与第二平面反射件之间，所述刀口位于所述第二分光元件的分光方向上，第一分光元件的分光方向与第二分光元件的分光方向对应设置。/n

【技术特征摘要】
1.暗场成像装置，其特征在于，包括发光件、第一平面反射件、第二平面反射件、第一凹面反射件、第二凹面反射件、第一分光元件、第二分光元件、刀口，所述发光件、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次设置为出射光路，且第一凹面反射件、第一平面反射件、第一分光元件设置为回射光路；第一分光元件位于发光件与第一平面反射件之间，所述刀口位于所述第一分光元件的分光方向上；
所述发光件、所述第二平面反射件、所述第二凹面反射件依次设置为出射光路，且第二凹面反射件、第二平面反射件、第二分光元件设置为回射光路；第二分光元件位于发光件与第二平面反射件之间，所述刀口位于所述第二分光元件的分光方向上，第一分光元件的分光方向与第二分光元件的分光方向对应设置。


2.如权利要求1所述暗场成像装置，其特征在于，所述发光件包括第一灯源和第二灯源，所述第一灯源、所述第一平面反射件、所述第一凹面反射件依次对应放置，所述第二灯源、所述第二平面反射件、所述第二凹面反射件依次对应放置。


3.如权利要求2所述暗场成像装置，其特征在于，还包括第一小孔光阑、第二小孔光阑，所述第一小孔光阑位于所述第一灯源和所述第一平面反射件之间，所述第二小孔光阑位于所述第二灯源和所述第二平面反射件之间。


4.如权利要求2所述暗场成像装置，其特征在于，所述第一灯源位于所述第一凹面反射件的2倍焦距处，所述第二灯源位于所述第二凹面反射件的2倍焦距处。


5.如权利要求1至4任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：江鸿沛，张冬洁，曾峙翔，袁世嘉，江佳俊，江鸿泉，黄洁，张上灏，
申请(专利权)人：北京理工大学珠海学院，
类型：新型
国别省市：广东;44