CN109612682A - 一种基于piv的缩尺模型内的射流运动测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，涉及激光测量技术领域，包括激光光源系统、同步控制系统、流场成像系统、粒子图像处理分析系统、可移动滑台系统、示踪粒子发生器，计算机，缩尺模型，所述可移动滑台系统包括相机水平滑台、相机竖直滑台、激光器水平滑台、激光器竖直滑台、型材框架、传动系统、滑台自动控制系统。通过本发明的实施，克服了现有PIV测试技术单次测量范围较小的局限性，可以在整个测量区域内逐次连续测量，能够获得测量区域整体的时均流动信息；大大扩展了PIV技术的应用范围。

Description

一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置

技术领域

本发明涉及激光测量技术领域，尤其涉及一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置。

背景技术

随着科学技术的快速发展及社会经济水平的不断提高，人们对大空间建筑室内热环境舒适性的要求也越发严格。水平射流喷口侧送的气流组织方式作为现阶段大空间建筑普遍采用的送风方式，既能保证建筑下部工作区达到空调设计要求，同时实现了节能的目的。然而由于缺乏大空间实测数据以及理论基础，实际工程设计中一般仅以射流温差为基础，简单套用半经验射流公式，进行非等温送风气流组织的设计计算，并没有考虑热羽流对冷射流的干扰作用，导致实际分层空调的分层面遭热羽流破坏，空调能耗增加，设计效果并不理想。

在实现基于热羽流作用下的射流运动变化机理研究中，最为基础和关键的问题在于如何获得完整的空气流场信息。在实际大空间建筑中获得全面的流场信息，需要大量资金、人力和时间，因此借助缩尺模型实验已成为研究大空间建筑气流组织的一种常用方法。如何定量地研究缩尺模型内的空气流动，对于建立基于羽流作用下的射流理论(轨迹方程、温度衰减方程、速度衰减方程等)及其气流组织设计方法具有十分重要的意义，为其提供了必要的实验数据支撑。在此背景下，如何定量描述大空间建筑内复杂的空气流动，优化大空间内气流组织，改善室内环境质量，已成为国内外学者急待解决的问题。

粒子图像测速技术(Particle Image Velocimetry，简称PIV)作为一种全新速度测量方法，在室内空气流动测量的应用中，具有以下优点：(1)突破了空间单点测速的局限性，可以做到全场测量，流场信息更为全面；(2)实现了无扰测量，避免了传统测速(例如毕托管)仪器对送风射流流场的干扰；(3)易求得流场的其他物理量，例如压力场，涡量场等。由于PIV测量过程中对片光强度、厚度和光路的通透性均具有一定要求，现有的基于PIV技术的室内流场测量仍受到一定限制，对于尺寸较大的气态缩尺模型实验，单次测量无法满足所需要的流场测量范围，这极大地限制了该技术的实际应用。现有技术采用多个相机同时测量，需要耗费大量资金、人力和时间。由于缺乏大空间实测数据以及理论基础，实际工程设计中一般仅以射流温差为基础，简单套用半经验射流公式，进行非等温送风气流组织的设计计算，并没有考虑热羽流对冷射流的干扰作用，导致实际分层空调的分层面遭热羽流破坏，空调能耗增加，设计效果并不理想。

针对现有技术的不足，本领域的技术人员致力于开发一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置。所述测量装置可以在大尺寸范围内测量，能够有效测量和评估热羽流对冷射流的干扰作用，降低现有多相机协同测量系统的投资、人力和时间成本。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是怎样在缩尺模型内进行大尺寸范围内测量，有效测量和评估热羽流对冷射流的干扰作用，降低现有多相机协同测量系统的投资、人力和时间成本。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，包括激光光源系统、同步控制系统、流场成像系统、粒子图像处理分析系统、可移动滑台系统、示踪粒子发生器、计算机、缩尺模型；

所述可移动滑台系统包括相机水平滑台、相机竖直滑台、激光器水平滑台、激光器竖直滑台、型材框架、传动系统、滑台自动控制系统；所述型材框架固定设置于所述缩尺模型内，所述型材框架包括微调机构，所述微调机构设置于所述型材框架底部支撑处；所述相机水平滑台包括相机水平滑台固定部和相机水平滑台活动部，所述相机竖直滑台包括相机竖直滑台固定部和相机竖直滑台活动部，所述激光器水平滑台包括激光器水平滑台固定部和激光器水平滑台活动部，所述激光器竖直滑台包括激光器竖直滑台固定部和激光器竖直滑台活动部，所述相机水平滑台固定部固定设置于所述缩尺模型内，所述相机水平滑台活动部与所述相机水平滑台固定部构成水平方向移动副，所述相机竖直滑台固定部固定安装于所述相机水平滑台活动部上，所述相机竖直滑台活动部与所述相机竖直滑台固定部构成竖直方向移动副，所述激光器水平滑台固定部固定设置于所述型材框架上部，所述激光器水平滑台活动部与所述激光器水平滑台固定部构成水平方向移动副，所述激光器竖直滑台固定部固定安装于所述激光器水平滑台活动部上，所述激光器竖直滑台活动部与所述激光器竖直滑台固定部构成竖直方向移动副；所述传动系统配置为驱动所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部；所述滑台自动控制系统与所述传动系统连接，所述滑台自动控制系统被配置为对所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部进行位置和驱动控制；

所述激光光源系统包括激光器集成电源、双脉冲绿光激光器、导光臂和片光源透镜组，所述双脉冲绿光激光器、所述导光臂和所述片光源透镜组设置于所述缩尺模型内，所述激光器集成电源设置于所述缩尺模型外；所述激光器集成电源被配置为产生两路波长为1064nm的激光和为所述双脉冲绿光激光器提供水冷散热，所述导光臂连接所述双脉冲绿光激光器和所述片光源透镜组，形成导光通路，所述片光源透镜组设置于所述导光臂末端，所述片光源透镜组固定安装于所述激光器竖直滑台活动部上；

所述流场成像系统包括相机，所述相机固定设置于所述相机竖直滑台活动部上。

进一步地，所述导光臂包括活动关节，所述导光臂的所述活动关节的数量大于等于7。

进一步地，所述同步控制系统包括同步控制器，所述同步控制器通过串口通信与所述计算机和所述相机连接。

进一步地，所述粒子图像处理分析系统包括图像处理分析软件，所述图像处理分析软件安装于所述计算机内，所述图像处理分析软件通过所述计算机接收所述相机发来的图像，运用互相关分析法分析处理所述图像。

进一步地，所述缩尺模型包括组合式空调机组、静压箱、射流喷口、回风口、热源、测量区域；所述组合式空调机组设置于所述缩尺模型外部，所述组合式空调机组与所述示踪粒子发生器同侧，所述热源设置于所述射流喷口竖直断面下方的所述缩尺模型的底部，所述测量区域设置于所述热源上方，所述射流喷口为文丘里管所制成，所述射流喷口安装于所述静压箱的侧面，所述射流喷口被设置为实际送风口，所述回风口设置在所述静压箱的下方。

进一步地，所述传动系统包括电机、传动机构，所述电机是步进电机，所述传动机构为同步带传动、滚珠丝杆传动、滚柱丝杆传动、齿轮传动的一种或几种的组合。

进一步地，所述滑台自动控制系统包括四轴控制器、编码器、驱动器、开关电源、限位开关；所述四轴控制器与所述计算机连接，所述四轴控制器与所述驱动器连接，所述驱动器与所述电机连接，所述编码器的输出端与所述驱动器连接，所述编码器的输入端与所述电机连接，所述开关电源分别与所述四轴控制器和所述驱动器连接，所述限位开关与所述四轴控制器连接，所述限位开关设置于所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部的移动行程两端。

进一步地，所述激光光源系统还包括激光片光，所述激光片光为激光通过所述光源透镜组产生，所述激光片光的厚度小于3mm，所述激光片光与所述测量区域处于同一平面内，所述相机的拍摄面的法线方向垂直于所述激光片光。

进一步地，所述相机为CCD相机，所述型材框架的材质为钢，所述开关电源包括24V开关电源、48V开关电源，所述24V开关电源与所述四轴控制器连接，所述48V开关电源与所述驱动器连接。

进一步地，所述示踪粒子发生器释放的示踪粒子为甘油液滴，所述甘油液滴的甘油与水的体积配置比为1：3，所述示踪粒子的平均粒径为4um，所述示踪粒子的最大粒子扩散速度为0.0028m/s。

与现有技术相比，通过本发明的实施，达到了以下明显的技术效果：

(1)本发明的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，克服了现有PIV测试技术单次测量范围较小的局限性，可以在整个测量区域内逐次连续测量，能够获得测量区域整体的时均流动信息；

(2)本发明的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，相对于现有PIV测试技术通过多照相机同步进行大范围测量的方法，具有投资成本低，耗费的时间和人力成本低的优点；

(3)本发明的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，可获取气态缩尺模型内射流喷口送风射流时均流场信息，可用于研究有热源作用时的射流速度分布、运动轨迹和流场形态，获得射流与羽流相互耦合作用后的流场特性；

(4)本发明的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，可定量地研究缩尺模型内的空气流动以及描述大空间建筑内复杂的空气流动，为建立基于羽流作用下的射流理论及其气流组织设计方法，优化大空间内气流组织，改善室内环境质量提供了必要的实验数据支撑。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1为本发明基于PIV的气态缩尺模型内的射流运动大尺寸测量实验装置示意图；

图2为本发明优选实施例所述自动控制移动系统的关系框图；

图3为本发明优选实施例所述流场截面子区域的划分示意图。

其中，1-激光器集成电源，2-双脉冲绿光激光器，3-导光臂，4-片光源透镜组，5-激光片光，6-相机，7-同步控制器，8-计算机，9-型材框架，10-激光器水平滑台，11-激光器竖直滑台，12-相机水平滑台，13-相机竖直滑台，14-四轴控制器，15-组合式空调机组，16-进风口，17-示踪粒子发生器，18-静压箱，19-射流喷口，20-回风口，21-热源，22-测量子区域，23-测量区域，24-电机，25-编码器，26-驱动器，27-24V开关电源，28-48V开关电源，29-限位开关。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

如图1和图2所示，本发明提出一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，包括激光光源系统、同步控制系统、流场成像系统、粒子图像处理分析系统、可移动滑台系统、示踪粒子发生器17，计算机8，缩尺模型。

激光光源系统是整个测量系统的光源部分，包括激光器集成电源1、双脉冲绿光激光器2、导光臂3和片光源透镜组4；双脉冲绿光激光器2、导光臂3和片光源透镜组4设置于缩尺模型内(图1中带阴影部分地面为缩尺模型内部空间地面，其余地面为缩尺模型外部空间地面)，激光器集成电源1设置于缩尺模型外；激光器集成电源1被配置为产生两路波长为1064nm的激光和为双脉冲绿光激光器2提供水冷散热以防止氙灯造成的局部热量过高；双脉冲绿光激光器2用于产生可见光波长的激光，用于照亮测量区域23空间；导光臂3包括活动关节，导光臂3的活动关节数量大于等于7，本实施例优选为7，可360°进行旋转，用于灵活调整片光源透镜组4所处位置，导光臂3连接双脉冲绿光激光器2和片光源透镜组4，形成导光通路；片光源透镜组4设置于导光臂3末端，片光源透镜组4固定安装于激光器竖直滑台活动部上，通过激光器导轨到达设计出光位置，片光源透镜组4用于将圆形激光光斑转化为所需形状，最终射出一束激光片光5，激光片光5的厚度小于3mm，片光强度足够完成对测量子区域22中示踪粒子运动图像的记录，激光片光5照射在所需测试的子区域进行速度测量，激光片光5与测量区域23处于同一平面内。

同步控制系统包括同步控制器7，同步控制器7通过串口通信与计算机8、相机6和双脉冲绿光激光器2连接；计算机8通过同步控制器7控制相机6和双脉冲绿光激光器2之间的工作状态及工作时序，使其共同工作。

流场成像系统包括相机6，相机6为CCD相机，固定设置于相机竖直滑台13的活动部上，相机6通过相机水平滑台12和竖直滑台13到达设计拍摄位置，相机6拍摄面的法线方向垂直于激光片光5，用于记录送风射流断面内的示踪粒子图像信息；相机6采用双帧拍摄方式，记录在很短的时间内两帧片光所照亮的测量子区域22内的示踪粒子图像，并将图像信息输出至计算机8内。

粒子图像处理分析系统包括图像处理分析软件，图像处理分析软件安装于计算机8内，图像处理分析软件通过计算机8接收相机6发来的图像，运用互相关分析法分析处理图像，获取拍摄图像的瞬时流场信息。

可移动滑台系统包括相机水平滑台12、相机竖直滑台13、激光器水平滑台10、激光器竖直滑台11、型材框架9、传动系统、滑台自动控制系统；型材框架9固定设置于缩尺模型内，型材框架9的材质为钢，型材框架9一方面用于保证滑台移动过程中的稳定性，另一方面将激光器水平滑台10倒挂固定于型材框架9上，可以保证激光器水平滑台10不会阻碍热源21在地面上的布置，也不会阻碍拍摄空间；型材框架9四角底部设置可调节高度的地脚，通过调节地脚高度，可将型材框架9调整到水平位置。传动系统包括电机24、传动机构，电机24是步进电机，传动机构为同步带传动、滚珠丝杆传动、滚柱丝杆传动、齿轮传动的一种或几种的组合，本实施例优选为同步带传动。相机水平滑台12包括相机水平滑台固定部和相机水平滑台活动部，相机竖直滑台13包括相机竖直滑台固定部和相机竖直滑台活动部；激光器水平滑台10包括激光器水平滑台固定部和激光器水平滑台活动部，激光器竖直滑台11包括激光器竖直滑台固定部和激光器竖直滑台活动部；相机水平滑台固定部固定设置于缩尺模型内，相机水平滑台活动部与相机水平滑台固定部构成水平方向移动副，相机竖直滑台固定部固定安装于相机水平滑台活动部上，相机竖直滑台活动部与相机竖直滑台固定部构成竖直方向移动副；激光器水平滑台固定部固定设置于型材框架9的上部，激光器水平滑台活动部与激光器水平滑台固定部构成水平方向移动副，激光器竖直滑台固定部固定安装于激光器水平滑台活动部上，激光器竖直滑台活动部与激光器竖直滑台固定部构成竖直方向移动副；传动系统配置为驱动相机水平滑台活动部、相机竖直滑台活动部、激光器水平滑台活动部和激光器竖直滑台活动部；滑台自动控制系统与传动系统连接，滑台自动控制系统被配置为对相机水平滑台活动部、相机竖直滑台活动部、激光器水平滑台活动部和激光器竖直滑台活动部进行位置和驱动控制；所有滑台两端均设置有限位开关29，限位开关29可根据所需位置进行调整，防止滑块因操作不当对滑台轨道两端造成撞击，保证滑块在移动的过程中不会超出滑台轨道的极限位置。

缩尺模型包括组合式空调机组15、静压箱18、射流喷口19、回风口20、热源21、测量区域23；组合式空调机组15设置于缩尺模型外部，组合式空调机组15与示踪粒子发生器17位于同侧；热源21设置于射流喷口19竖直断面下方的缩尺模型的底部，用于模拟室内热羽流，测量区域23设置于热源21上方；射流喷口19为文丘里管所制成，射流喷口19安装于静压箱18的侧面，射流喷口19被设置为实际送风口；回风口20设置在静压箱18的下方。

如图2所示，滑台自动控制系统包括四轴控制器14、编码器25、驱动器26、24V开关电源27、48V开关电源28、限位开关29。四轴控制器14与计算机8、驱动器26连接；四轴控制器14用于输入脉冲信号，脉冲信号进入驱动器26后会转化为电机24所需要的强电流信号，带动电机24运转，完成对各个滑台运动的速度大小、方向、位移距离等控制，可以满足实验测量操作中需要的坐标定位、单步运转、高低速运转、电机正反转、速度控制、点动操作、移动距离核算以及连接并接收限位开关29的信号等必要功能；驱动器26与电机24连接，电机24由联轴器实现电机的角位移与同步带传动的直线传动的转换，进而带动相机竖直滑台活动部上的相机6和激光器竖直滑台活动部上的片光源透镜组4进行精确移动；编码器25的输出端与驱动器26连接，编码器25的输入端与电机24连接，编码器25形成闭环控制回路，做失步检测，通过四轴控制器14上反馈的数字化显示，判断相机竖直滑台活动部和激光器竖直滑台活动部是否达到设计移动距离；24V开关电源27与四轴控制器14连接，48V开关电源28与驱动器26连接；限位开关29与四轴控制器14连接，限位开关29设置于相机水平滑台活动部、相机竖直滑台活动部、激光器水平滑台活动部和激光器竖直滑台活动部的移动行程两端。

如图3所示为流场截面子区域的划分方式，考虑到射流喷口断面的截面积很大，现有设备所能提供的最大拍摄范围为400mm×400mm，而本实施例拟定工况需横向2000mm的拍摄空间，为获取大尺寸的PIV拍摄范围和大截面全场流动信息，本实施例将所测量区域23的截面划分为多个局部测量子区域22，先对每个子区域进行测量，再将各子区域拼接，获得测量区域23整体的时均流动信息。如图3中1～24的区域分别为整幅大尺寸PIV图像的24个子区域，为减少在拼接过程中产生的几何误差，相邻的两个子区域之间有部分重叠。只有当相邻两个子区域在重叠部分内的流场数据基本一致时，才可以进行拼接。

本发明所提出的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置的具体测量流程如下：

打开双脉冲绿光激光器2，双脉冲绿光激光器2产生可见光波长的激光，照亮测量区域23空间；双脉冲绿光激光器2在对A，B两路脉冲激光的电压值进行设置时，由于B路的背景光噪声信号相对于A路要低，故B路激光电压值通常小于A路电压值，差值范围一般在25～35V之间。经过一系列实验调试后，根据粒子成像效果及速度矢量处理结果，推荐两束脉冲激光电源的电压值应分别设置为680V和645V。

导光臂3连接双脉冲绿光激光器2和片光源透镜组4，形成导光通路；片光源透镜组4通过激光器导轨到达设计出光位置，将圆形激光光斑转化为所需形状，射出一束激光片光5，激光片光5与测量区域23处于同一平面内，激光片光5测量的子区域位置位于图3中子区域1的位置，且激光片光5的光腰位置处于子区域1中间部位；同时，将相机6拍摄面对准该位置，相机6拍摄面的法线方向垂直于激光片光5，对相机6进行调焦及标定工作，确定拍摄像素与实际拍摄距离定量的转换关系。

确定热源21的功率、位置，将热源21中心置于射流喷口19射流区域下方测量面上，并打开激光器集成电源1，确认相机6与计算机8、同步控制器7连接正常，打开图像处理分析软件，进入拍摄界面，发射激光确认热源21位置的准确性。

射流喷口19开始送风，热源21同时开启模拟室内热羽流，热羽流对射流喷口19的冷射流产生干扰；示踪粒子发生器17放置于新风机进风口16位置处，通过远程遥控进行示踪粒子的释放。示踪粒子为甘油液滴，甘油与水按1：3比例进行配置，平均粒径为4um，最大粒子扩散速度0.0028m/s，满足PIV测试过程中对示踪粒子跟随性和散射性的要求；

相机6开始记录送风射流断面内的示踪粒子图像信息；相机6采用双帧拍摄方式，记录在很短的时间内两帧片光所照亮的测量子区域22内的示踪粒子图像，并将图像信息输出至计算机8内。

当所测流场内速度存在梯度时，dt的值选择取决于拍摄区域内最大流体速度值。由于本实施例图像由24个子区域构成，每个测量子区域的最大流体速度值不同，因此实验前需要做预实验来确定每个子区域的最大流体速度值，正式实施的拍摄过程中，根据预实验数据对每个不同子区域设定不同的曝光时间间隔，最佳的dt值判定标准如下：(1)所摄图像内示踪粒子位移需满足大于粒子粒径的2倍同时小于选定判读子区域边长尺寸的1/4；(2)经互相关算法处理粒子图像得到好的速度矢量百分比不宜低于80％。

子区域1位置测量完毕后，通过四轴控制器14分别将片光源透镜组4和相机6向右移动350mm到达子区域2位置进行测量，以此类推直至测量完全部24个测量子区域，测量过程中需保证测量区域23、测量子区域22和激光片光5处于同一平面，相机6的拍摄面法线方向垂直于该平面图像。

测量结束后将测量数据按子区域编号分别进行时均化处理，得到24个子区域流场时均信息后，重新将1～24个子区域数据整合，将数据坐标按实际设定进行改编，同时将重叠区域内流场速度矢量值求平均值，从而完成图像拼接处理，获得测量区域整体的时均流动信息。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，包括激光光源系统、同步控制系统、流场成像系统、粒子图像处理分析系统、可移动滑台系统、示踪粒子发生器、计算机、缩尺模型；

所述可移动滑台系统包括相机水平滑台、相机竖直滑台、激光器水平滑台、激光器竖直滑台、型材框架、传动系统、滑台自动控制系统；所述型材框架固定设置于所述缩尺模型内，所述型材框架包括微调机构，所述微调机构设置于所述型材框架底部支撑处；所述相机水平滑台包括相机水平滑台固定部和相机水平滑台活动部，所述相机竖直滑台包括相机竖直滑台固定部和相机竖直滑台活动部；所述激光器水平滑台包括激光器水平滑台固定部和激光器水平滑台活动部，所述激光器竖直滑台包括激光器竖直滑台固定部和激光器竖直滑台活动部；所述相机水平滑台固定部固定设置于所述缩尺模型内，所述相机水平滑台活动部与所述相机水平滑台固定部构成水平方向移动副，所述相机竖直滑台固定部固定安装于所述相机水平滑台活动部上，所述相机竖直滑台活动部与所述相机竖直滑台固定部构成竖直方向移动副；所述激光器水平滑台固定部固定设置于所述型材框架上部，所述激光器水平滑台活动部与所述激光器水平滑台固定部构成水平方向移动副，所述激光器竖直滑台固定部固定安装于所述激光器水平滑台活动部上，所述激光器竖直滑台活动部与所述激光器竖直滑台固定部构成竖直方向移动副；所述传动系统配置为驱动所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部；所述滑台自动控制系统与所述传动系统连接，所述滑台自动控制系统被配置为对所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部进行位置和驱动控制；

所述激光光源系统包括激光器集成电源、双脉冲绿光激光器、导光臂和片光源透镜组，所述双脉冲绿光激光器、所述导光臂和所述片光源透镜组设置于所述缩尺模型内，所述激光器集成电源设置于所述缩尺模型外；所述激光器集成电源被配置为产生两路波长为1064nm的激光和为所述双脉冲绿光激光器提供水冷散热，所述导光臂连接所述双脉冲绿光激光器和所述片光源透镜组，形成导光通路，所述片光源透镜组设置于所述导光臂末端，所述片光源透镜组固定安装于所述激光器竖直滑台活动部上；

所述流场成像系统包括相机，所述相机固定设置于所述相机竖直滑台活动部上。

2.如权利要求1所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述导光臂包括活动关节，所述导光臂的所述活动关节的数量大于等于7。

3.如权利要求2所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述同步控制系统包括同步控制器，所述同步控制器通过串口通信与所述计算机和所述相机连接。

4.如权利要求3所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述粒子图像处理分析系统包括图像处理分析软件，所述图像处理分析软件安装于所述计算机内，所述图像处理分析软件通过所述计算机接收所述相机发来的图像，运用互相关分析法分析处理所述图像。

5.如权利要求4所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述缩尺模型包括组合式空调机组、静压箱、射流喷口、回风口、热源、测量区域；所述组合式空调机组设置于所述缩尺模型外部，所述组合式空调机组与所述示踪粒子发生器同侧，所述热源设置于所述射流喷口竖直断面下方的所述缩尺模型的底部，所述测量区域设置于所述热源上方，所述射流喷口为文丘里管所制成，所述射流喷口安装于所述静压箱的侧面，所述射流喷口被设置为实际送风口，所述回风口设置在所述静压箱的下方。

6.如权利要求5所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述传动系统包括电机、传动机构，所述电机是步进电机，所述传动机构为同步带传动、滚珠丝杆传动、滚柱丝杆传动、齿轮传动的一种或几种的组合。

7.如权利要求6所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述滑台自动控制系统包括四轴控制器、编码器、驱动器、开关电源、限位开关；所述四轴控制器与所述计算机连接，所述四轴控制器与所述驱动器连接，所述驱动器与所述电机连接，所述编码器的输出端与所述驱动器连接，所述编码器的输入端与所述电机连接，所述开关电源分别与所述四轴控制器和所述驱动器连接，所述限位开关与所述四轴控制器连接，所述限位开关设置于所述相机水平滑台活动部、所述相机竖直滑台活动部、所述激光器水平滑台活动部和所述激光器竖直滑台活动部的移动行程两端。

8.如权利要求7所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述激光光源系统还包括激光片光，所述激光片光为激光通过所述光源透镜组产生，所述激光片光的厚度小于3mm，所述激光片光与所述测量区域处于同一平面内，所述相机的拍摄面的法线方向垂直于所述激光片光。

9.如权利要求8所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述相机为CCD相机，所述型材框架的材质为钢，所述开关电源包括24V开关电源、48V开关电源，所述24V开关电源与所述四轴控制器连接，所述48V开关电源与所述驱动器连接。

10.如权利要求1-9任一项所述的基于PIV的缩尺模型内的射流运动测量装置，其特征在于，所述示踪粒子发生器释放的示踪粒子为甘油液滴，所述甘油液滴的甘油与水的体积配置比为1：3，所述示踪粒子的平均粒径为4um，所述示踪粒子的最大粒子扩散速度为0.0028m/s。