[实用新型]一种湍流三维速度场的数据采集装置

说明书

本实用新型公开了一种湍流三维速度场的数据采集装置，包括：光纤耦合器、湍流容纳室、低相干宽带光源、参考臂光路、样品臂光路和光谱仪光路。通过放置示踪粒子，利用参考臂光路和样品臂光路对示踪粒子的频域信息采集，通过示踪粒子的频域信息从侧面实现对湍流三维速度场数据的频域数据采集。本实用新型主要用于对湍流三维速度场的研究中。

技术领域

本实用新型涉及光学成像技术领域，特别涉及一种湍流三维速度场的数据采集装置。

背景技术

现有的用于湍流三维速度场测量的装置一般都是采用脉冲激光对湍流进行多次曝光，得到多张图像，最后对采集到的图像采用速度提取算法进行处理实现对湍流三维速度场的测量。但是这种方式，无法得到湍流三维速度场的频域信息，不好从频域上对湍流三维速度场进行分析。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种湍流三维速度场的数据采集装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：一种湍流三维速度场的数据采集装置，包括：

光纤耦合器；

湍流容纳室，用于容纳带有示踪粒子的湍流三维速度场；

低相干宽带光源，通过第四光纤与光纤耦合器第一端口连接；

参考臂光路，包括：第二光纤、第三透镜、第四透镜和反射镜，所述第二光纤与光纤耦合器的第二端口连接，所述第二光纤的出光点位于第三透镜的焦点中，所述第二光纤的出射光传递到第三透镜中，所述第三透镜和第四透镜同光轴设置，所述第三透镜的出射光传递到第四透镜中，所述第四透镜的焦点位于反射镜中；

样品臂光路，包括：第一光纤、第一透镜、二维振镜、第二透镜，所述第一光纤与光纤耦合器的第三端口连接，所述第一光纤的出光点位于第一透镜的焦点中，所述的第一光纤的出射光传递到第一透镜中，所述第一透镜的出射光进入二维振镜后传递到第二透镜中，所述第二透镜的焦点位于湍流容纳室中；

光谱仪光路，包括：相机、第五透镜、第六透镜、光栅和第三光纤，所述第三光纤与光纤耦合器的第四端口连接，所述第三光纤的出光点位于第五透镜的焦点中，所述第五透镜的出射光通过光栅传递到第六透镜中，所述第六透镜的出射光传递到相机中。

进一步，所述第一光纤中设置有第一偏振控制器。

进一步，所述第二光纤中设置有第二偏振控制器。

进一步，所述光纤耦合器第三端口和第二端口之间的分光比为90:10。

进一步，所述示踪粒子的直径为20μm。

进一步，所述示踪粒子为聚乙烯小球。

本实用新型的有益效果是：通过放置示踪粒子，利用参考臂光路和样品臂光路对示踪粒子的频域信息采集，通过示踪粒子的频域信息从侧面实现对湍流三维速度场数据的频域数据采集。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是湍流三维速度场的数据采集装置的结构示意图。

具体实施方式