[发明专利]一种基于PIV技术追踪测量粒子轨迹和涡流强度的装置

摘要

一种基于PIV技术追踪测量粒子轨迹和涡流强度的装置，它包括固定模板以及实验水槽，在固定模板上设置有激光器，在激光器的激光发射端至实验水槽之间依次设置柱透镜、角度调节器，在实验水槽中设置有摄像机以及第一电动机，在第一电动机的转轴端设置有叶片。本发明的目的是要解决现有技术无法很便捷的测出水中漩涡涡流的强度以及旋度的技术问题。

主权项

1.一种基于PIV技术追踪测量粒子轨迹和涡流强度的装置，其特征在于：它包括固定模板（1）以及透明实验水槽（9），在固定模板（1）上设置有激光器（3），在激光器（3）的激光发射端至透明实验水槽（9）之间依次设置柱透镜（5）、角度调节器（8），在透明实验水槽（9）上设置有摄像机（10）以及第二电动机（13），在第二电动机（13）的转轴端设置有叶片（11）；/n采用所述装置测量涡流运动情况时，采取以下步骤：/n1）在固定模板（1）上安装激光器（3）；/n2）将柱透镜（5）和第一电动机（6）连接好之后，调节好柱透镜与电动机之间的距离；/n3）将片光源的角度调节器（8）与柱透镜（5）之间的距离调节好；/n4）在透明实验水槽（9）底部贴上防水的坐标网格纸，用纯净水将透明的实验水槽（9）洗干净；/n5）将第二电动机（13）与实验玻璃水槽组装好之后，在第二电动机（13）的转轴上安装叶片（11）；/n6）固定死实验水槽，调节左侧的激光组合装置，将激光组合装置和实验水槽间的距离调到最佳；/n7）往实验水槽中加水；/n8）打开所有电动机和激光装置，调好摄像机试运行一段时间，待水面规律性涡流后，将粒子放入；/n9）所有系统试运行一段时间后，将摄像机垂直安装在涡流区域的上部，完成后打开摄像机将拍摄区域对准；/n10）在趋于稳定状态后，将水槽上的电动机关闭，此时将空心的玻璃珠粒子投入到涡流区域中；/n11）得到粒子的速度，通过坐标网格上的位移和摄像机的帧率计算出粒子的速度，在涡流中的一小部分中，基于拉格朗日坐标下分析XOY坐标平面，在XOY平面上的合速度为：