[实用新型]一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置

说明书

本实用新型属于精密抛光技术领域，具体涉及一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，包括框架体以及设置在框架体上的CCD相机位置调节组件、激光器位置调节组件和抛光组件，CCD相机位置调节组件包括CCD相机托板、与CCD相机托板固定连接的CCD相机、驱动CCD相机托板左右移动的第一驱动机构和驱动CCD相机托板上下移动的第二驱动机构，激光器位置调节组件包括激光器托板、与激光器托板固定连接的激光器、驱动激光器托板前后移动的第三驱动机构。本实用新型可以精准地拍摄到非接触式两相流抛光中粒子在抛光平面内的运动状态，而且可以实现对不同大小的抛光盘和不同大小的抛光间隙的抛光加工过程中粒子的拍摄，该装置结构简单，功能容易实现，且成本经济。

技术领域

本实用新型涉及精密抛光技术领域，更具体的说，涉及一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置。

背景技术

超精密抛光是一种非接触式的抛光加工，常用的抛光介质是固液两相混合的的抛光液，而且抛光间隙（抛光盘和与抛光液容器底部的距离）非常小，在抛光过程中能够实时观测到抛光液中磨粒的运动状态对良好地控制抛光效果起到尤为重要的作用。

粒子图像测速发(Particle Image Velocity，PIV)是20世纪70年代末发展起来的一种瞬时、无接触的流体力学测量速度的方法。利用图像处理的方法发展起来的一种新的测量方法。PIV技术的特点主要有：克服了单点测速技术的局限性，可以在同一时间记录大量空间点的速度分布；PIV测试技术除了向流场中散布示踪粒子外，所有测量装置都不能干扰流场的正常运动，实现了流场的非接触测量，获得了流场的空间结构以及流动特性。PIV技术实现了广域内的流场测试，并能直观的研究流场中涡的结构。PIV测速方法有很多种，无论何种形式的PIV测量方法，其速度测量都依赖于均匀分布在流场中的示踪粒子，PIV装置通过测量示踪粒子在一个时间步内的位移来间接地测量流场的瞬态速度大小。如果示踪粒子有足够好的流动跟随性，示踪粒子的运动就可以比较真实地反映流场的运动状态。因而对于示踪粒子就会有较高的要求，示踪粒子满足下列条件：颗粒密度与流场接近；颗粒尺寸小；颗粒形状要接近圆形；颗粒有较高的光散射效率。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于观测现有非接触式两相流抛光中磨粒运动状态的问题，提供了一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，该装置为基于位移机构控制的装置，准确控制CCD相机、激光器和抛光盘三者的位置关系，该抛光装置实现了CCD相机拍摄的镜头长短可调、CCD相机拍摄图像位置可调、激光器发射激光的曝光面位置和曝光范围可调，提高了拍摄位置和曝光位置的准确性从而提高了拍摄数据的精度。

所述的一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，其特征在于包括框架体以及设置在框架体上的CCD相机位置调节组件、激光器位置调节组件和抛光组件，CCD相机位置调节组件包括CCD相机托板、与CCD相机托板固定连接的CCD相机、驱动CCD相机托板左右移动的第一驱动机构和驱动CCD相机托板上下移动的第二驱动机构，激光器位置调节组件包括激光器托板、与激光器托板固定连接的激光器和驱动激光器托板前后移动的第三驱动机构。

所述的一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，其特征在于所述抛光组件包括设置在框架体上的透明支撑板、设置在透明支撑板上的抛光液容器、设置在框架体上的抛光支架、固定连接在抛光支架上的第一电机以及与第一电机的主轴通过第二联轴器配合连接的抛光盘，CCD相机的镜头、抛光液容器和抛光盘三者的中心重合。

所述的一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，其特征在于所述第一驱动机构为与框架体旋转连接的第一丝杠，第一丝杠水平设置且与CCD相机托板螺纹连接，第一丝杠的一端设置左右移动微调旋钮。

所述的一种两相流抛光加工中磨粒的PIV观测装置，其特征在于所述第二驱动机构为与框架体旋转连接的第二丝杠，第二丝杠竖直设置且与CCD相机托板螺纹连接，第二丝杠的一端设置上下移动微调旋钮。