PIV系统CCD相机位移调整机构的设计
2014-07-18王成军江平
机床与液压 2014年11期
王成军,江平
(沈阳航空航天大学航空航天工程学部,辽宁沈阳110136)
20世纪70年代末发展起来的PIV测速技术,是一种全场非接触式、瞬态新流场型测速技术,它突破了传统单点测量限制,实现了对空间瞬态流场的实时测量[1]。目前,PIV技术已经成为流场测试中的主流技术,其测速的基本原理是基于最基本的流体速度测量方法,就是在所测流场中均匀散布示踪粒子,以粒子速度代表所测流场流体的运动速度,将激光器产生的片光源入射到流场待测区域,形成光照平面,用CCD相机以垂直片光源的方向对准该区域,记录下两次激光脉冲曝光时粒子位置信息的图像,利用互相关统计技术求取查问区内粒子位移的大小和方向,从而得到流场中各点的速度矢量,并可相应计算出其他运动参量,如流场速度矢量图、速度分量图、流线图、漩度图等[2]。进行PIV试验时,首先必须对PIV系统进行标定,确定片光照射待测流场的位置和CCD相机的焦距,使其获取清晰的图像,同时拍摄标定图像,利用PIV软件对图像进行计算以获得像素与自然空间的比例系数,将粒子的空间坐标尺寸以国际单位米 (m)替代图像中的像素单位,使速度的单位由像素/s转化为米m/s。因此,成功应用PIV技术的关键之一是CCD相机的安装、拍照的可靠性和稳定性,这也是获取准确试验数据和提高试验效率的重要保障[3]。为了满足流场测量方式的多样性以及PIV系统的高效和可靠性,使其能有效完成空间流场测量,迫切需要一种简单、灵活的CCD相机移位和固定装置,为此,研制了该CCD相机位移调整机构,以便更好地实现PIV技术在流场测量中的应用。……
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