[发明专利]一种同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法及系统

权利要求书

1.一种同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法，其特征在于，所述方法包括

生成至少两个平行的平面光束，并使所述平面光束汇聚形成有效测量区域，所述有效测量区域垂直于液体流向，所述有效测量区域包括若干的子区域，其中，每个平面光束至少包括两个按预定时间间隔发送的光源汇聚而成；

获取至少包括一个所述光源发出且通过所述子区域的入射光强和出射光强，并根据所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积，将各个体素内的液体表面积浓度重构后形成第一液体表面浓度二维分布；

以及获取至少包括另外一个所述光源发出且通过所述子区域的入射光强和出射光强，并根据所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积，将各个体素内的液体表面积浓度重构后形成第二液体表面浓度二维分布；

互相关所述第一液体表面浓度二维分布和第二液体表面浓度二维分布形成液体运动二维分布。

2.如权利要求1所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法，其特征在于，每个平面光束包括至少两个光源，至少一个光源通过折射与另一光源汇聚后再进行散射，以形成平面光束。

3.如权利要求1所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法，其特征在于，所述至少两个光源通过协调控制以预定时间间隔发射。

4.如权利要求1至3任一所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法，其特征在于，所述光源为脉冲激光。

5.如权利要求1所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的方法，其特征在于，所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积，通过如下关系确定：

I_λe＝I_λ0exp(-β_λΔ)

式中，I_λe为出设光强，I_λ0为入射光强，β_λ为衰减系数，且与液体的表面积有关，Δ为光所走的路程。

6.一种同时测量液体浓度和液体运动二维分布的系统，其特征在于，所述系统包括

至少两个平面光束形成装置，用于生成至少两个平行的平面光束，并使所述平面光束汇聚形成有效测量区域，所述有效测量区域垂直于液体流向，所述有效测量区域包括若干的子区域，其中，每个平面光束至少包括两个按预定时间间隔发送的光源汇聚而成；

第一液体浓度分布生成装置，用于获取至少包括一个光源发出且通过所述子区域的入射光强和出射光强，并根据所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积，将各个体素内的液体表面积浓度重构后形成第一液体表面浓度二维分布；

第二液体浓度分布生成装置，用于获取至少包括另外一个光源发出且通过所述子区域的入射光强和出射光强，并根据所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积，将各个体素内的液体表面积浓度重构后形成第二液体表面浓度二维分布；

液体运动分布生成装置，用于互相关所述第一液体表面浓度二维分布和第二液体表面浓度二维分布以形成液体运动二维分布。

7.如权利要求6所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的系统，其特征在于，所述平面光束形成装置包括

至少两个光源发射模块，所述光源发射模块用于产生并发射光源；

至少一个光源折射模块，所述光源折射模块用于将所述至少一个光源以预定角度反射或折射使使得至少两个光源发射模块发射的光源汇聚；以及

片光调节模块，所述片光调节模块用于将汇聚后的光源进行散射以形成平面光束。

8.如权利要求6所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的系统，其特征在于，所述平面光束形成装置还包括

控制模块，所述控制模块用于协调控制至少两个光源发射模块按预定时间间隔发射光源。

9.如权利要求6至8任一所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的系统，其特征在于，所述光源发射模块发生的光源为脉冲激光。

10.如权利要求6所述的同时测量液体浓度和液体运动二维分布的系统，其特征在于，所述第一液体浓度生成装置和/或第二液体浓度生成装置根据所述入射光强和出射光强确定所述子区域内的液体表面积通过如下关系确定：

I_λe＝I_λ0exp(-β_λΔ)

式中，I_λe为出设光强，I_λ0为入射光强，β_λ为衰减系数，且与液体的表面积有关，Δ为光所走的路程。