[发明专利]一种可多向观测的可视化变容弹装置及方法

权利要求书

1.一种可多向观测的可视化变容弹装置，包括容积可变的燃烧弹（7），其特征在于，所述燃烧弹（7）顶部设置有一号电磁阀（6）和二号电磁阀（21），所述一号电磁阀（6）和二号电磁阀（21）分别通过一号电磁阀喷射信号线（8）和二号电磁阀喷射信号线（22）与时序控制器（27）相连；所述一号电磁阀（6）通过通气管路（5）与储气罐（2）相连，所述通气管路（5）上设置有一号流量计（3）和一号粒子发生器（4），所述二号电磁阀（21）通过通油管路（20）与储油罐（16）相连，所述通油管路（20）上设置有二号流量计（17）和二号粒子发生器（19）；所述一号流量计（3）和二号流量计（17）分别通过一号流量计信号线（1）和二号流量计信号线（18）与计算机（14）相连，所述一号流量计信号线（1）上设置有一号信号采集器（15），所述二号流量计信号线（18）上设置有二号信号采集器（28）；

其中，所述燃烧弹（7）包括壳体，所述壳体自其一侧壁向内开设有空腔，所述空腔内通过螺纹安装有可上下移动的螺纹管（33），所述螺纹管（33）内安装有同轴线的凸透镜（32），所述螺纹管（33）顶部粘接有光学活塞（31），所述光学活塞（31）外侧壁设置有光学视窗（39），所述光学活塞（31）上表面、燃烧弹（7）内壁及光学视窗（39）之间形成的空间构成容积可变的燃烧室（30）；所述空腔底部设置有滑轨（35），所述滑轨（35）上设置有滑动底座（37），所述滑动底座（37）上安装有反射镜（36），通过反射镜（36）沿滑轨（35）移动，从而调整发射光路角度；所述壳体顶部设置有进气管（29）和喷油嘴（40），一号电磁阀（6）通过进气管（29）连通燃烧室（30）与通气管路（5），二号电磁阀（21）通过喷油嘴（40）连通燃烧室（30）与通油管路（20）；

所述时序控制器（27）分别通过激光脉冲信号线（13）和拍摄信号线（12）与脉冲激光器（26）和高速摄像机（10）相连，所述高速摄像机（10）通过图像信息传输线（11）与计算机（14）相连；所述脉冲激光器（26）和燃烧弹（7）之间沿激光传输方向依次设置有扩束镜（25）、二号准直镜（24）、压缩镜（23），所述高速摄像机（10）和燃烧弹（7）之间设置有一号准直镜（9）。

2.一种上述权利要求1所述的可多向观测的可视化变容弹装置的观测方法，其特征在于，包括以下过程：

第一部分：俯视观测

1）将扩束镜（25）、二号准直镜（24）、压缩镜（23）沿激光传输方向依次设置于脉冲激光器（26）和光学视窗（39）之间，将一号准直镜（9）设置于高速摄像机（10）和反射镜（36）之间的光路上；

2）打开脉冲激光器（26）和高速摄像机（10），脉冲激光器（26）发射脉冲激光，经过扩束镜（25）、二号准直镜（24）、压缩镜（23）变为片状光经光学视窗（39）垂直于燃烧弹（7）轴向射入燃烧室（30）；

3）时序控制器（27）向一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21）发送开启指令，一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21）开启，开始喷射气流体或油流体，一号流量计（3）或二号流量计（17）采集流量信息，并通过一号信号采集器（15）或二号信号采集器（28）将流量信息发送至计算机（14）；

4）时序控制器（27）随后向一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）发送开启指令，一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）向通气管路（5）或通油管路（20）内的流体中打入示踪粒子，与示踪粒子混合后的流体通过进气管（29）或喷油嘴（40）进入燃烧弹（7）的燃烧室（30）内；

5）燃烧室（30）中的粒子对片状光具有散射作用，散射光依次经过光学活塞（31）、凸透镜（32）、反射镜（36）、一号准直镜（9）进入高速摄像机（10），时序控制器（27）触发高速摄像机（10）拍摄信号；

6）达到预定流量后，时序控制器（27）向一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21），以及一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）发送关闭指令，停止喷射；

7）拍摄的图像信息经过图像信息传输线（11）被计算机（14）接收，计算机（14）对图像信息进行分析处理；

第二部分：侧视观测

1）将凸透镜（32）拆卸下来，调换脉冲激光器（26）与高速摄像机（10）的位置，去掉一号准直镜（9），将高速摄像机（10）设置于光学视窗（39）外侧，将扩束镜（14）、二号准直镜（24）、压缩镜（23）沿激光传输方向依次设置于脉冲激光器（26）和反射镜（36）之间；

2）打开脉冲激光器（26）和高速摄像机（10），脉冲激光器（26）发射脉冲激光，经过扩束镜（25）、二号准直镜（24）、压缩镜（23）变为片状光，经反射镜（36）后平行于燃烧弹（7）轴向，经过螺纹管（33）、光学活塞（31）后射入燃烧室（30）；

3）时序控制器（27）向一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21）发送开启指令，一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21）开启，开始喷射气流体或油流体，一号流量计（3）或二号流量计（17）采集流量信息，并通过一号信号采集器（15）或二号信号采集器（28）将流量信息发送至计算机（14）；

4）时序控制器（27）随后向一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）发送开启指令，一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）向通气管路（5）或通油管路（20）内的流体中打入示踪粒子，与示踪粒子混合后的流体通过进气管（29）或喷油嘴（40）进入燃烧弹（7）的燃烧室（30）内；

5）燃烧室（30）中的粒子对片状光具有散射作用，散射光经过光学视窗（39）进入高速摄像机（10），时序控制器（27）触发高速摄像机（10）拍摄信号；

6）达到预定流量后，时序控制器（27）向一号电磁阀（6）或二号电磁阀（21），以及一号粒子发生器（4）或二号粒子发生器（19）发送关闭指令，停止喷射；

7）拍摄的图像信息经过图像信息传输线（11）被计算机（14）接收，计算机（14）对图像信息进行分析处理。