[发明专利]一种采用激光束进行不规则几何体内流场测量的标定方法

摘要

一种采用激光束进行不规则几何体内流场测量的标定方法，它涉及一种流场测量的标定方法。本发明为了解决现有的流场标定方法不适用于不规则几何体内部、细小区域内部的标定，以及自标定方法存在数学换算复杂，操作要求高，具有一定的误差的问题。方法：步骤一：激光束标定机构的布置；步骤二：激光束标定方法：(1)确定标定起始点的位移读数；(2)在激光束图像中搜寻亮度峰值对应的像素点位置；(3)调整水平激光束位置，获取精密位移机构的读数和像素点位置；(4)调整垂直激光束位置，重复上面操作，获得精密位移机构的读数矩阵和像素点位置矩阵；(5)获得高速相机相平面内点阵位置和精密位移机构点阵位置的相互关系。本发明用于不规则几何体内流场测量。

主权项

一种采用激光束进行不规则几何体内流场测量的标定方法，其特征在于：所述不规则几何体内流场测量的标定方法包括以下步骤：步骤一：激光束标定机构的布置：精密位移机构(2)固定安装在水平面(1)上，精密位移机构(2)的上端竖直放置激光器放置板(3)，第一激光器(4)和第二激光器(5)由上至下依次可滑动安装在激光器放置板(3)上，支撑架(6)固定安装在水平面(1)上并与精密位移机构(2)位于同一直线上，反射镜(7)固定安装在支撑架(6)上，且反射镜(7)的平面与竖直方向之间呈夹角设置，待测量的不规则几何体(8)内的流场位于精密位移机构(2)与支撑架(6)之间，高速相机(10)位于不规则几何体(8)的侧面前方，标定时不需要激光面透镜(9)，而标定结束后将激光面透镜(9)插入光路中，形成片状光源以照射到流场中，即可直接进行流动测量工作；步骤二：激光束标定方法：(1)调整交叉激光束位于流场起始点，获取标定起始点的位移读数(x₁,z₁)；(2)利用高速相机(10)获取激光束交叉亮斑的图像，在上述图像中搜寻亮度峰值对应的像素点位置(x_p1,z_p1)；(3)通过精密位移机构(2)的旋钮调整水平激光束位置z，获取精密位移机构(2)的读数[(x₁,z₂),(x₁,z₃)......(x₁,z_n)]和像素点位置[(x_p1,z_p2),(x_p1,z_p3)......(x_p1,z_pn)]；(4)通过精密位移机构(2)的旋钮调整垂直激光束位置x，重复上面(1)、(2)和(3)操作，获得精密位移机构的读数矩阵和像素点位置矩阵如下：$\left[\begin{array}{cccc}(x_1,z_1)& (x_2,z_1)& \·\·\·& (x_n,z_1)\\ (x_1,z_2)& (x_2,z_2)& \·\·\·& (x_n,z_2)\\ \·\·\·& \·\·\·& \·\·\·& \·\·\·\\ \left(x_{1,}{z}_n\right)& (x_2,z_n)& \·\·\·& (x_n,z_n)\end{array}\right],$$\left[\begin{array}{cccc}(x_{p1},z_{p1})& (x_{p2},z_{p1})& \·\·\·& (x_{\mathrm{pn}},z_{p1})\\ (x_{p1},z_{p2})& (x_{p2},z_{p2})& \·\·\·& (x_{\mathrm{pn}},z_{p2})\\ \·\·\·& \·\·\·& \·\·\·& \·\·\·\\ \left(x_{p1,}{z}_{\mathrm{pn}}\right)& (x_{p2},z_{\mathrm{pn}})& \·\·\·& (x_{\mathrm{pn}},z_{\mathrm{pn}})\end{array}\right],$(5)获得高速相机(10)相平面内点阵位置和精密位移机构点阵位置的相互关系，即获得(△x_i,△z_i)～(△x_pi,△z_pi)之间比例尺，至此，标定过程完成。