[发明专利]一种气动钉枪内部流场PIV实验测量系统

说明书

一种气动钉枪内部流场PIV实验测量系统，设计并改进气动钉枪的结构，在最低限度影响其气动性能的前提下，更好地满足PIV实验测量的要求。该实验测量系统设计制作了一套适合气动钉枪用于实验测量的固定装置和自动打钉装置，并能在不同打钉频率下研究气动钉枪的气动性能，改进PIV系统中原有的激光器和CCD相机间同步控制系统，实现打钉触发和激光器、CCD相机三者的同步控制，由各个组成部分搭建而成的能实现PIV设备用于测量气动钉枪内部流场的整套实验系统。

技术领域

本发明涉及一种气动钉枪内部流场PIV实验测量系统，适用于机械领域。

背景技术

气动钉枪内部气体的流动情况对于气动钉枪性能的影响至关重要。传统的实验方法由于受测量精度、模型尺寸、实验周期等问题的局限，对气动钉枪内部复杂流场分析研究很难实现，只能依靠数值方法进行模拟分析。随着粒子图像测速技术(PIV)的成熟和发展，对气动钉枪内部流场进行准确可靠的实验研究成为可能。示踪粒子颗粒通过发生器随着高压气体进入气动钉枪并均匀撒布在内部流场中，用脉冲激光片光源照射被测流场区域，同时在与激光片光垂直方向通过成像系统在极短时间内连续两次或多次曝光得到粒子图像，运用相关性算法分析粒子图像，获得每一小区域中粒子图像的平均位移，进而算出被测区域流场速度分布。

运用PIV测量技术研究气动钉枪内部流场的过程中，气动钉枪结构的改进和一些辅助装置的设计对于实验测量研究来说至关重要。

发明内容

本发明提出了一种气动钉枪内部流场PIV实验测量系统，设计并改进气动钉枪的结构，在最低限度影响其气动性能的前提下，更好地满足PIV实验测量的要求。

本发明所采用的技术方案是：

所述实验测量系统通过调整信号发生器输出的脉冲信号的频率，就可以控制电磁铁的通电频率，从而实现打钉频率和触发时间的控制。

所述整个PIV系统的控制中心是同步控制系统，用于图像的捕捉、激光脉冲的时序和间隔数量的控制以及实现外部触发等。

所述同步控制系统把用于控制自动打钉装置打钉频率的信号发生器产生的脉冲信号输入到同步器，通过计算机内的程序软件设定拍摄模式为外触发，同步器接到触发信号后，计算机里面的控制程序能同时控制激光器和CCD相机实现同步拍摄，这样就能实现在每次自动打钉装置开始打钉的同时，保证PIV系统进行连续拍摄。

本发明的有益效果是：该实验测量系统设计制作了一套适合气动钉枪用于实验测量的固定装置和自动打钉装置，并能在不同打钉频率下研究气动钉枪的气动性能，改进PIV系统中原有的激光器和CCD相机间同步控制系统，实现打钉触发和激光器、CCD相机三者的同步控制，由各个组成部分搭建而成的能实现PIV设备用于测量气动钉枪内部流场的整套实验系统。

附图说明

图1是本发明的自动打钉装置打钉频率控制电路示意图。

图2是本发明的同步拉制系统方案设计的示意图。

图中：1.信号发生器；2.场效应管；3.直流电源；4.电磁铁；5.输出信号。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1，气动钉枪具有风道截面小、结构复杂、气压高、枪体壁面薄等特点，在结构改进的设计过程中要综合考虑光路、视窗、测量区域等核心问题。气动钉枪结构的合理设计是成功测量气动钉枪内部流场的关键所在。