一種記錄空氣速度場信息的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于脈沖光序列的記錄空氣速度場信息的裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]空氣流動是污染物的擴散和熱量的傳播的非常重要途徑，不同空氣流動形式下的熱環(huán)境、污染物濃度分布會出現(xiàn)顯著不同。因此，對空氣流動規(guī)律的把握以及不同條件下空氣流動的測量成為相關(guān)領(lǐng)域研究的基礎(chǔ)，具有重要意義。
[0003]現(xiàn)有測量氣流速度的技術(shù)手段包括，粒子追蹤測速方法，在空氣中施放示蹤粒子，使用高速相機連續(xù)記錄瞬態(tài)時刻氣泡點的位置信息，然后推算出其軌跡及速度;粒子軌跡測速方法，在空氣中施放示蹤粒子，使用普通相機，調(diào)整快門時間至比較長，記錄下氣泡的軌跡，然后根據(jù)快門時間計算其速度;熱線或熱球風(fēng)速儀，利用空氣流動對熱量擴散的增強作用，進行某點的風(fēng)速測量;超聲波風(fēng)速儀利用空氣流動導(dǎo)致的聲速差異來測量某點的多個方向空氣流動。
[0004]在實現(xiàn)本實用新型過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在以下問題:
[0005]粒子追蹤測速方法，需要拍攝大量的瞬態(tài)時間點氣泡位置照片，照片之間的時間間隔小，使得兩張照片之間對應(yīng)氣泡的位移盡可能小，以方便將不同時間點的氣泡位置聯(lián)系在一起，完成氣泡運動軌跡的重建，為提高精度通常會使用前幾個時間點的重建結(jié)果進行擬合，推測下一時刻物體的位置，測量結(jié)果不精確。
[0006]粒子軌跡測速方法，該方案需要保持快門打開較長時間，而且測量頻率低，粒子運動方向判斷困難，測量精度較差。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于上述問題，本實用新型提出了一種記錄空氣速度場信息的裝置，該裝置采用直徑較大、反光效果更好的氣泡作為示蹤粒子，對測試環(huán)境以及相機配置的要求較低，在保證測量結(jié)果精確的同時減少了設(shè)計成本。
[0008]本實用新型提供了一種記錄空氣速度場信息的裝置，該裝置包括:
[0009]光源系統(tǒng)、氣泡發(fā)生器、同步控制器和至少兩臺彩色相機，其中，所述至少兩臺彩色相機從不同角度對測試區(qū)域內(nèi)的測量點進行拍攝；
[0010]所述光源系統(tǒng)包括連續(xù)光源和用于按照預(yù)定脈沖閃爍間隔以及脈沖顏色變化順序進行照射的脈沖光序列光源；
[0011 ]所述連續(xù)光源，用于為測試區(qū)域提供照明；
[0012]所述脈沖光序列光源，用于為測試區(qū)域提供脈沖光照射；
[0013]所述氣泡發(fā)生器，用于在測試區(qū)域的空氣中施放浮力中性的示蹤氣泡；
[0014]所述至少兩臺彩色相機，用于同步采集記錄有測試區(qū)域內(nèi)所述示蹤氣泡運動軌跡的彩色圖像；
[0015]所述同步控制器，用于控制所述脈沖光序列光源和每一彩色相機，以實現(xiàn)脈沖光序列光源和所述至少兩臺彩色相機的同步；
[0016]其中，所述彩色相機的曝光時間大于所述脈沖光序列光源的預(yù)定脈沖閃爍間隔。
[0017]其中，所述脈沖光序列光源的脈沖光顏色至少為兩種。
[0018]本實用新型的有益效果為:
[0019]本實用新型提供的記錄空氣速度場信息的裝置，通過脈沖光序列光源的設(shè)置，弓丨入脈沖光序列，在相機記錄的軌跡信息上疊加脈沖光序列信息，利用不同顏色的光來標記示蹤氣泡在不同時間點的位置，從而在每一照片上同時記錄了多個時間點上示蹤氣泡的彩色瞬態(tài)位置信息，使得相機的幀率得以降低;相比于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的記錄空氣速度場信息的裝置，對測試環(huán)境以及相機配置的要求較低，在保證測量結(jié)果精確的同時減少了設(shè)計成本。
【附圖說明】
[0020]通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本實用新型的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中:
[0021]圖1為本實用新型實施例提出的一種記錄空氣速度場信息的裝置的原理圖；
[0022]圖2為本實用新型實施例提出的一種記錄空氣速度場信息的裝置的具體應(yīng)用示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本實用新型，而不能解釋為對本實用新型的限制。
[0024]本實用新型實施例提出了一種記錄空氣速度場信息的裝置，如圖1和圖2所示，本實用新型實施例提出的記錄空氣速度場信息的裝置，具體包括:
[0025]光源系統(tǒng)10、至少兩臺彩色相機20、同步控制器30和氣泡發(fā)生器40，其中，所述至少兩臺彩色相機從不同角度對測試區(qū)域內(nèi)的測量點進行拍攝。本實施例中，所述至少兩臺彩色相機20的視角重疊范圍覆蓋測試區(qū)域，并且任意兩臺彩色相機的視角均不平行；
[0026]所述光源系統(tǒng)10包括連續(xù)光源101和用于按照預(yù)定脈沖閃爍間隔以及脈沖顏色變化順序進行照射的脈沖光序列光源102;
[0027]所述連續(xù)光源101，用于為測試區(qū)域提供照明；
[0028]所述脈沖光序列光源102，用于為測試區(qū)域提供脈沖光照射；
[0029]所述氣泡發(fā)生器40，用于在測試區(qū)域的空氣中施放浮力中性的示蹤氣泡；
[0030]所述至少兩臺彩色相機20，用于同步采集記錄有測試區(qū)域內(nèi)所述示蹤氣泡運動軌跡的彩色圖像；
[0031]所述同步控制器30，用于控制所述脈沖光序列光源102和每一彩色相機20，以實現(xiàn)脈沖光序列光源102和所述至少兩臺彩色相機20的同步；
[0032]其中，所述彩色相機20的曝光時間大于所述脈沖光序列光源102的預(yù)定脈沖閃爍間隔，以實現(xiàn)每次相機快門打開的曝光時間內(nèi)，多次脈沖閃光按序列依次投向測試區(qū)域，利用氣泡的跟隨性和光散射特性，使得氣泡表面呈現(xiàn)不同的顏