[发明专利]利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统及方法

权利要求书

1.一种利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统，其特征在于，包括激光发射单元、空泡发生单元、空泡信号采集系统和信号处理单元四部分；

所述激光发射单元包括第一激光器、光束调制元件，由第一激光器发射的激光束经光束调制元件调制成片光源，用于照射空泡发生单元产生的空泡，产生一维空泡信号；

所述空泡发生单元包括第二激光器，由第二激光器发射的激光束照射水缸中的去离子水产生待测空泡；

所述空泡信号采集单元，用于将产生的一维空泡信号按照卷帘曝光每行像素的延迟时间间隔分开成像在每行像素上；

所述信号处理单元，用于转化接收到的空泡信号,以数据的形式经计算机处理后得到测量值。

2.根据权利要求1所述的利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统，其特征在于，所述光束调制元件依次包括平凸柱透镜和平凹柱透镜，用于将出射激光束调制成片光源。

3.根据权利要求1所述的利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统，其特征在于，所述第一激光器和第二激光器为脉冲激光器。

4.根据权利要求1所述的利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统，其特征在于，空泡信号采集单元，包括依次设置的成像透镜、狭缝光阑、竖直平凸柱透镜和滚动快门相机，所述成像透镜后设有狭缝光阑，用于消除杂散光，控制视场区域大小；所述狭缝光阑后设有垂直放置的平凸柱透镜，用于拉伸空泡信号在滚动快门相机上的成像宽度；所述滚动快门相机具备滚动式快门，曝光方式为线曝光。

5.根据权利要求1所述的利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统，其特征在于，所述信号处理单元包括计算机，所述计算机通过数字脉冲延时器连接并同步控制第二激光器和滚动快门相机，包括控制第二激光器的开关以及脉冲光与滚动快门相机的频率。

6.一种基于权利要求1所述利用滚动快门相机实现空泡在一维方向动态过程的诊断系统的诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：

开启第一激光器，通过计算机利用数字脉冲延时器打开第二激光器和滚动快门相机，第二激光器产生的脉冲光与滚动快门相机的频率对接同步；

第一激光器发射的激光束经过光束调制元件以片光源的方式照射到由第二激光器产生的空泡测量区域，产生一维空泡信号；

一维空泡信号经成像透镜后经过竖直狭缝光阑消除杂散光，经过垂直的平凸柱透镜后由线拉伸为面；

一维空泡信号被工作在滚动快门模式的相机接收，不同的行像素依照卷帘移动的速度采集相同极短延迟间隔但不同时刻的空泡信号并输出图像至计算机完成探测。