[发明专利]基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统

权利要求书

1.一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，包括信号发射器、与信号发射器连接的脉冲激光发生器，以及与脉冲激光发生器相对设置并连接所述信号发射器的高速CCD相机、以及接受并处理高速CCD相机的数字图像信号的宿主计算机，所述的脉冲激光发生器和高速CCD相机之间设有待测量流场，在待测量流场上连接设置用于对其均匀置入压敏粒子的粒子发生器，所述的高速CCD相机前端还安装有滤光镜；

上述同步测量系统在具体测量时，包括以下步骤：

(1)在待测量流场中均匀植入压敏粒子；

(2)由信号发射器控制脉冲激光发射器发射出脉冲光源，使得待测量流场中的压敏粒子发出荧光信号，该荧光信号被滤光镜过滤后由高速CCD相机接受；

(3)高速CCD相机将接受的荧光信号转换成数字图像并传送至计算机，高速CCD相机设置成每次脉冲拍摄两张数字图像；

(4)由宿主计算机将相邻两次脉冲所拍摄的数字图像上的压敏粒子点的位置变化转化为速度场分布，即得到待测量流场内每个压敏粒子点的速度；

(5)对比每次脉冲中的两张数字图像中的每个压敏粒子点的光强比，并通过光强比与压力关系的标准曲线，即可得到每个压敏粒子点的压力信息，进而得到待测量流场中的压力分布情况。

2.根据权利要求1所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的滤光镜用于过滤除去光谱中，除压敏粒子产生的信号光外的激发光源及环境光所在波段的光。

3.根据权利要求1所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的压敏粒子为表面吸附了压敏漆的中空SiO₂粒子。

4.根据权利要求3所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的中空SiO₂粒子的粒径为1-10μm。

5.根据权利要求3所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的压敏粒子通过以下方法制备而成：首先，将压敏发光分子溶于二氯甲烷溶剂中，制备得到溶液；然后，将中空SiO₂粒子浸没于溶液中，超声波震荡处理，过滤，干燥，即可得到压敏粒子。

6.根据权利要求5所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的压敏发光分子为PtTFPP或Ru(dpp)₃，且当压敏发光分子为PtTFPP时，其溶液浓度为1-10mg/ml，当压敏发光分子为Ru(dpp)₃时，其溶液浓度为1-10mg/ml。

7.根据权利要求5所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，所述的中空SiO₂粒子的在溶液中的含量为0.1-1g/ml；

超声波震荡处理的时间为10min。

8.根据权利要求1所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，步骤(2)中：脉冲光源的波长为400-550nm，脉冲宽度为1-500ns，脉冲周期为1-500ms；

步骤(3)中：高速CCD相机在每次脉冲拍摄的两张数字图像的间隔为200ns。

9.根据权利要求1所述的一种基于压敏粒子光强测量的空间流体速度压力同步测量系统，其特征在于，步骤(2)中：脉冲激光发射器的前端还设有光学透镜组，并使得脉冲激光发射器发出的激光经光学透镜组后呈平面片光。