一种多位相同步观测的纹影仪光学系统及流场观测方法

技术特征：
1.一种多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，包括：光入射装置、光出射装置及探测器组件；所述光入射装置设于待测流场的一侧，所述光出射装置设于所述待测流场的另一侧；其中，所述光出射装置包括：聚焦反射镜、第一反射镜、分束镜、第一刀口及第二刀口，所述探测器组件包括第一探测器及第二探测器；所述光入射装置发射出的光线经过所述待测流场后传播至所述聚焦反射镜，所述聚焦反射镜用于对所述光线进行汇聚，并将汇聚后的光线反射至所述第一反射镜，所述第一反射镜用于将所述汇聚后的光线反射至所述分束镜，所述分束镜用于对所述汇聚后的光线进行分光，且分为第一光束和第二光束；所述第一探测器与所述第一刀口对应设置，所述第一光束经过所述第一刀口后能够在所述第一探测器成像；所述第二探测器与所述第二刀口对应设置，所述第二光束经过所述第二刀口后能够在所述第二探测器成像。2.根据权利要求1所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述分束镜用于将所述汇聚后的光线分成光强比相同的所述第一光束和所述第二光束。3.根据权利要求2所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述分束镜为中性分束镜，所述中性分束镜的透射光与反射光的光强比为50：50。4.根据权利要求1所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述多位相同步观测的纹影仪光学系统还包括第一驱动件及第二驱动件；所述第一驱动件与所述第一刀口连接，在所述第一驱动件的作用下，所述第一刀口能够绕其轴线旋转；所述第二驱动件与所述第二刀口连接，在所述第二驱动件的作用下，所述第二刀口能够绕其轴线旋转。5.根据权利要求1所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述光入射装置包括：光源、狭缝、第二反射镜及准直反射镜；所述光源、所述狭缝及所述第二反射镜位于同一直线且依次排布；所述光源发射出的光线能够在经过所述狭缝后照射至所述准直反射镜，所述准直反射镜用于将滤光后的光线变换为平行光线。6.根据权利要求1所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述第一探测器和所述第二探测器均为ccd图像传感器。7.根据权利要求1所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统，其特征在于，所述多位相同步观测的纹影仪光学系统还包括图像处理器；所述图像处理器与所述第一探测器和所述第二探测器电性连接，所述图像处理用于所述第一探测器得到的图像和所述第二探测器得到的图像进行合成处理。8.一种基于权利要求1至7任一项所述的多位相同步观测的纹影仪光学系统的流场观测方法，其特征在于，包括：光入射装置发射出入射光，所述入射光自待测流场的一端穿设；所述聚焦反射镜对穿设处的光线进行汇聚，并反射至第一反射镜上；所述第一反射镜将所述光线反射至分束镜；所述分束镜对所述光线进行分光，分成第一光束和第二光束；转动第一刀口，对所述第一光线进行调整，使所述第一光束在第一探测器上成像；转动
第二刀口，对所述第二光束进行调整，使所述第二光束在第二探测器上成像。9.根据权利要求8所述的流场观测方法，其特征在于，在纹影图像一半明亮一半黑暗的情况下，将所述第一刀口和所述第二刀口调整到相差180
°
的状态，所述第一光线和所述第二光线在所述第一探测器中和所述第二探测器中呈现相差180
°
的两个纹影图像；将所述第一探测器中和所述第二探测器接入图像处理器，所述图像处理器对两个所述纹影图像进行处理，得到一个完整清晰的纹影图像。10.根据权利要求8所述的流场观测方法，其特征在于，在需要测量所述待测流场的速度的情况下，将所述第一刀口和所述第二刀口调整至相互垂直状态，所述第一光线和所述第二光线在所述第一探测器中和所述第二探测器中呈现所述待测流场在二维方向上的纹影图像；将所述第一探测器中和所述第二探测器接入图像处理器，所述图像处理器对两个所述纹影图像进行处理，得到所述待测流场在二维方向上的速度矢量。

技术总结
本发明提供一种多位相同步观测的纹影仪光学系统及流场观测方法，上述的多位相同步观测的纹影仪光学系统包括：光入射装置、光出射装置及探测器组件；光入射装置设于待测流场的一侧，光出射装置设于待测流场的另一侧；光入射装置发射出的光线经过待测流场后传播至聚焦反射镜，聚焦反射镜用于对光线进行汇聚，并将汇聚后的光线反射至第一反射镜，分束镜用于对汇聚后的光线进行分光，且分为第一光束和第二光束；第一探测器与第一刀口对应设置，第一光束经过第一刀口后能够在第一探测器成像；第二探测器与第二刀口对应设置，第二光束经过第二刀口后能够在第二探测器成像，实现了被测流场的多位相同步观测，其观测结构相较于现有技术更为准确。术更为准确。术更为准确。


技术研发人员：蒋凡 彭帅 张国凯 王敏亮 徐斌 闫朝阳
受保护的技术使用者：北京工业大学
技术研发日：2022.07.26
技术公布日：2022/11/15