[发明专利]可消除振动干扰的流场流速测量装置及方法

权利要求书

1.一种可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：包括标记激光器(7)、显示激光器(12)、ICCD相机(15)和延迟发生器(13)；

所述的标记激光器(7)的输出激光经整形为标记线状激光束(1)，所述显示激光器(12)的输出激光经整形为片状显示激光束(2)，所述的标记线状激光束(1)处于片状显示激光束(2)的所在的平面内，所述的片状显示激光束(2)处于待测流场(4)内，所述标记线状激光束的方向与流场的流速方向的夹角大于0°，所述的ICCD相机(15)正对片状显示激光束(2)成像；所述的延迟发生器的三路延时输出端分别接标记激光器(7)、显示激光器(12)和ICCD相机(15)。

2.根据权利要求1所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述的标记激光器(7)是可将H₂O解离为OH并进行标记的激光器，或者是将NO₂解离为NO并进行标记的激光器。

3.根据权利要求2所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述的标记激光器(7)为输出波长193nm的ArF准分子激光器。

4.根据权利要求1所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述的显示激光器(12)为能被羟基共振吸收并产生荧光辐射的激光器。

5.根据权利要求4所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述显示激光器(12)的输出波长为282nm，羟基共振吸收并产生荧光的波长为310nm。

6.根据权利要求5所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述显示激光器(12)为倍频YAG激光器、可调谐染料激光器和倍频器组成的激光器系统。

7.根据权利要求1所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述的ICCD相机(15)窗口前安装有滤光片，所述的滤光片(14)对标记激光和荧光辐射的波长高透射，对其他波长吸收或反射。

8.根据权利要求7所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置，其特征在于：所述滤光片(14)中只包含两个通带，其中通带一的中心波长为193nm，半高宽为5nm，通带二的中心波长为310nm，半高宽为10nm。

9.一种利用权利要求1所述的可消除振动干扰的流场流速测量装置进行流场流速测量的方法，其特征在于，包括以下步骤：

[9.1]设置延迟发生器的延时时间，使得标记激光器的触发和ICCD相机的第一次快门信号同步，显示激光器的触发和ICCD相机的第二次快门信号同步；

[9.2]开启流场；

[9.3]延迟发生器依次输出三路相互独立的脉冲方波信号，第一路信号触发标记激光器出光，第二路信号触发显示激光器出光，第三路信号两次触发ICCD相机快门，记录图像；

[9.4]ICCD相机获取t₁和t₂时刻的流场内的标记线图像，并处理得到两条线之间的距离d；

[9.5]根据v＝d/(t₁-t₂)，计算得到流场速度。

10.根据权利要求9所述的流场流速测量方法，其特征在于：所述两次ICCD相机快门触发信号的间隔小于5μs。