[实用新型]一种多光束PIV照明系统

说明书

本实用新型一种多光束PIV照明系统，具备双曝光特性的激光主光束5‑0从Nd:YAG双脉冲激光器7中出射，调整分光单元调整座1，使激光主光束5‑0经过固定在分光单元调整座1上的消偏振分光棱镜2后，被分成的左路出射光束5‑1垂直照射在左路片光调制装置6‑1上，右路出射光束5‑2照射在固定于反射镜调制座3上的单光束反射镜4上，调整反射镜调制座3，使右路出射光束5‑2经过固定在反射镜调制座3上的单光束反射镜4反射后，垂直照射在右路片光调制装置6‑2上。

技术领域

本实用新型涉及一种多光束PIV照明系统，属于航空航天实验技术领域。

背景技术

PIV技术中，流场的照明至关重要，一般利用高能量的脉冲激光调制成片状光源，照射实验区域内的示踪粒子，同时使用相机记录粒子的散射运动图像，通过相应的迭代重构算法反演计算处流场速度分布。虽然近年来，开始发展出多相机三维速度场测量技术，但仅限于基础研究，测量精度偏低，光学复杂度高，在飞行器流场验证应用中无法广泛推广应用，二维平面的PIV技术在未来一段时间内仍是速度场测量的主流技术。

新一代飞行器和对于精细化复杂流场测量和诊断的技术需求不断增加，如模型两侧有遮挡的环境，单侧无法获得另一侧流场信息，因此如何在较大市场范围内，在一次风洞试验中，尽可能多的获取多个截面的速度信息，是工程实用测量发展中遇到的问题。目前的PIV技术采用双曝光激光器，即双路Nd:YAG谐振腔，通过精确的合束和时序控制，实现两束激光可以按照预定的时间间隔照射在同一位置，但同时只能拍摄到一个截面的速度场信息，如果通过多次风洞试验补充拍摄，不仅提升了测量成本，被遮挡面分隔的不同测量环境内速度场的流动相关性也无法获取。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种多光束PIV照明系统，解决了目前单台双曝光激光器仅能照射单个流场截面的局限问题，实现2个及以上流场截面的同步拍摄。

本实用新型解决的技术方案为：一种多光束PIV照明系统，包括：激光发生单元、主光束分光单元、光束方向调整单元、片光调制单元、图像拍摄单元和模拟遮挡面(8)，其中模拟遮挡面(8)，用于分隔待测量环境；

片光调制单元，包括：左路片光调制装置(6-1)和右路片光调制装置(6-2)；

图像拍摄单元，包括：左路拍摄跨帧相机(9-1)和右路拍摄跨帧相机(9-2)；

激光发生单元，出射激光主光束(5-0)至主光束分光单元；

主光束分光单元，接收激光主光束(5-0)，并将激光主光束(5-0)分成两束，其中一束作为左路出射光束(5-1)，另一束作为右路出射光束(5-2)；

左路出射光束(5-1)垂直照射在左路片光调制装置(6-1)上；左路出射光束(5-1)经过左路片光调制装置(6-1)调制后形成左路出射光束调制的片光(5-1)'，照射在流场(10)内模拟遮挡面(8)的一侧，由左路拍摄跨帧相机(9-1)进行拍摄；

右路出射光束(5-2)照射在光束方向调整单元上，使右路出射光束(5-2)经过光束方向调整单元反射后，形成右路出射光束的反射光束5-2'，垂直照射在右路片光调制装置(6-2)上，右路出射光束的反射光束5-2'经过右路片光调制装置(6-2)调制后，变为右路出射光束调制的片光(5-2”)；

左路出射光束(5-1)经过左路片光调制装置(6-1)调制后形成左路出射光束调制的片光(5-1)'，照射在流场(10)内模拟遮挡面(8)的一侧即左侧，由左路拍摄跨帧相机(9-1)进行拍摄；

右路出射光束(5-2)经过光束方向调整单元反射后变为右路出射光束的反射光束5-2'，再变为右路出射光束调制的片光5-2”，照射在流场(10)内模拟遮挡面(8)的另一侧即右侧，由右路拍摄跨帧相机(9-2)进行拍摄。

优选的，激光发生单元为Nd:YAG双脉冲激光器(7)。