[实用新型]基于有机玻璃水槽的PIV试验测量装置

说明书

一种基于有机玻璃水槽的PIV试验测量装置，包括水池，水池通过输水管与有机玻璃水槽连接，有机玻璃水槽前段放置有整流栅，有机玻璃水槽中部设置有试验区，试验区前后各用一个拦鱼网连接，有机玻璃水槽后端设置合页式尾门，有机玻璃水槽中部试验区上方和有机玻璃水槽左边壁各贴一张白纸，在白纸的上端和左端各架设一台频闪灯，相对于白纸的一端架设第一摄像机和第二摄像机，在试验区有机玻璃水槽左右两侧各放一个装水有机玻璃棱镜，装水有机玻璃棱镜旁各架设有第三摄像机和第四摄像机。本装置能够重建三维鱼的形状，并对其周身流场进行三维测量。

技术领域

本实用新型属于流场三维测速领域，特别涉及一种基于有机玻璃水槽的PIV试验测量装置。

背景技术

有效鱼道的正确设计对于众多鱼类的安全和改善是非常重要的，而如何测量和改善鱼道内的流场是一直亟待解决的问题。每一种鱼都有其独特的物理特性，在设计鱼道设施时应加以考虑。例如，鳟鱼和鲑鱼能够在非常快的水中游泳，因为它们有非常快的爆发速度，而其他一些鱼类，如北方梭子鱼，和小嘴鲈鱼由于中等的爆发速度不能通过非常快的水。在设计鱼类通道设施时，还应仔细考虑其他一些因素，如能量耗散、水流紊动、休息区、入口位置、吸引速度和池中的空间。因此利用粒子图像测速技术（PIV）可以更全面的进行流场测量，对鱼道设计和改善鱼道有重要的意义。

由于鱼道内的流动一般比较复杂，PIV是一种比较合适的获得速度场的实验技术。标准2D-PIV (2D2C)是用一台摄像机在一个平面上测量两个分量的速度，而Stereo-PIV(2D3C)是用两台摄像机在一个平面上测量三个分量的速度。由于价格问题，目前常采用的是简易（2D3C）测量方法，大多数流场分析同一视口平面鱼的流场变化，很少对三维立体鱼周身流场进行测量且PIV设备还是不够简便。

发明内容

鉴于背景技术所存在的技术问题，本实用新型所提供的基于有机玻璃水槽的PIV试验测量装置，与目前常用的二维流场相比，该PIV系统可重建三维鱼的形状，并对其周身流场进行三维测量。

为了解决上述技术问题，本实用新型采取了如下技术方案来实现：

一种基于有机玻璃水槽的PIV试验测量装置，包括水池，水池通过输水管与有机玻璃水槽连接，有机玻璃水槽前段放置有整流栅，有机玻璃水槽中部设置有试验区，试验区前后各用一个拦鱼网连接，有机玻璃水槽后端设置合页式尾门，有机玻璃水槽中部试验区上方和有机玻璃水槽左边壁各贴一张白纸，在白纸的上端和左端各架设一台频闪灯，相对于白纸的一端架设第一摄像机和第二摄像机，在试验区有机玻璃水槽左右两侧各放一个装水有机玻璃棱镜，装水有机玻璃棱镜旁各架设有第三摄像机和第四摄像机；第一摄像机、第二摄像机、第三摄像机和第四摄像机通过网线与录像机连接，录像机和电脑通过网线连接；有机玻璃水槽旁设有激光笔支架，激光笔支架上设有激光笔，有机玻璃水槽底部设有平面镜，平面镜用于发射激光笔反射的片光源。

优选的方案中，所述的第一摄像机和第二摄像机光线垂直有机玻璃水槽设置。

优选的方案中，所述的激光笔包括壳体，壳体的后盖处设有开关按钮，开关按钮与电池电连接，开关按钮用于控制激光灯通断，电池设置在壳体内，壳体内设有光线通道，激光灯设置在光线通道的底部，光线通道内可活动地设有激光折射装置。

优选的方案中，所述的激光折射装置包括外螺纹筒，外螺纹筒一端与滑动块连接，滑动块中心设有孔，所述的孔与外螺纹筒同轴设置，外螺纹筒另一端设有棱镜；外螺纹筒与调节内螺纹筒螺纹连接，滑动块设置在滑道内，所述的滑道为光线通道向外扩凿的结构。

优选的方案中，所述的棱镜上下通过弹簧连接。

本专利可达到以下有益效果：

1、该PIV系统是一种简易的测量装置，可节约成本。与目前常用的二维流场相比，该PIV系统可重建三维鱼的形状，并对其周身流场进行三维测量。