一种低成本高精度的PIV测量装置及其使用测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种低成本高精度的PIV测量装置及其使用测量方法。装置包括USB3.0工业相机与镭射激光雕刻器，所述镭射激光雕刻器前端配置有实现激光由点光源向片光源转换的光路变形透镜组，所述光路变形透镜组包括位于镭射激光雕刻器光源入射侧的准直透镜和使光源形成扇形出射的鲍威尔棱镜，所述镭射激光雕刻器光源穿过准直透镜圆心与焦点。其使用测量方法上使用上述装置完成流场的测量。本发明专利技术的装置，通过准直透镜和鲍威尔棱镜的组合可以调节片光源厚度与发散角，实现光路与示踪粒子及拍摄范围的最佳匹配，在一定程度上提高了测量精度，实现节省科研经费、精简设备，提高性价比的效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
一种低成本高精度的PIV测量装置及其使用测量方法


[0001]本专利技术涉及水流二维流场测量领域，具体的涉及一种低成本高精度的PIV测量装置及其使用测量方法，可实现0.5m/s以下流场流速信息的精确采集，从而以较低的成本，实现价格数十数万元的商业PIV装置的测量效果。

技术介绍

[0002]在流场的试验研究中，对于流速的测量一直是重中之重，目前常用的测量手段分接触测量和非接触测量。其中接触测量有转子式流速仪、毕托管流速仪和热膜(线)流速仪。非接触测量主要有声学多普勒测速仪(ADV)、激光多普勒测速仪(LDV)、粒子图像测速仪(PIV)等，可分别实现单点、一维、二维、三维流速的测量。但上述两种方法均存在着各种不足之处。非接触测量方式对流场的干扰难以避免。声学多普勒测速仪因测速点在探头前部一定位置，也可当做非接触式，但对水环境要求较高，靠近距离壁面和水面时，其对声波反射将影响测量结果。激光多普勒测速仪通过激光探头的示踪粒子的多普勒信号，再根据速度与多普勒频率的关系得到速度，根据设备的不同，可实现一维、二维、三维流速的测量。由于是激光测量，对于流场没本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低成本高精度的PIV测量装置，至少包括安装在水槽外侧且与流场方向相垂直以形成光源的镭射激光雕刻器，其特征在于：所述镭射激光雕刻器前端配置有实现激光由点光源向片光源转换的光路变形透镜组，所述光路变形透镜组包括位于镭射激光雕刻器光源入射侧的准直透镜和使光源形成扇形出射的鲍威尔棱镜，所述镭射激光雕刻器光源穿过准直透镜圆心与焦点。2.根据权利要求1所述的低成本高精度的PIV测量装置，其特征在于：所述准直透镜、鲍威尔棱镜安装在光路变形透镜组外壳内，所述镭射激光雕刻器在入射侧开设有螺纹孔，所述光路变形透镜组外壳设置外螺纹使光路变形透镜组通过螺纹连接在镭射激光雕刻器上。3.根据权利要求2所述的低成本高精度的PIV测量装置，其特征在于：所述光路变形透镜组最少为三个，择一的安装在所述镭射激光雕刻器前端；三个所述光路变形透镜组的所述鲍威尔棱镜分别具有不同的顶端角。4.根据权利要求4所述的低成本高精度的PIV测量装置，其特征在于：在水槽的另一侧，所述低成本高精度的PIV测量装置还包括USB3.0工业相机和设置于USB3.0工业相机上的镜头，所述镜头朝向光路变形透镜组出射的片光源处。5.根据权利要求5所述的低成本高精度的PIV测量装置，其特征在于：所述镭射激光雕刻器、USB3.0工业相机通过转接...

【专利技术属性】
技术研发人员：侍贤瑞，严根华，
申请(专利权)人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院，
类型：发明
国别省市：