CN112558284A - 用于plif流场诊断技术的片光方向调整装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置及方法，所述片光方向调整装置包括激光器、透镜组、激光反射镜组、反射镜架、调整结构，其中：激光反射镜组包括1号激光反射镜和2号激光反射镜；1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架上；反射镜架安装在调整结构上；激光器产生的激光通过透镜组进行整形得到片光，片光经过1号激光反射镜进行方向的第一次转换，经过角度变化的反射片光经过2号激光反射镜反射后实现沿着特定方向的传输。本发明在使用PLIF技术进行流场可视化测量过程中均可以用来进行片光方向的调整，根据探测器的拍摄方向选择合适的反射镜的角度，在不改变原有光路的基础上可以实现方便调整。
Description
技术领域
本发明属于激光光谱应用领域，涉及一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置及方法。
背景技术
PLIF（平面激光诱导荧光技术，Planar Laser Induced Fluorescence）作为一种激光光谱技术，使用柱透镜将激光进行整形，将整形的片状激光通过流场激发示踪粒子产生荧光，使用探测器，包括像增强功能的CCD和CMOS相机对流场内示踪剂产生的荧光进行拍摄，根据获取的荧光的结果得到流场结构的信息。PLIF原理图如图1所示。
目前的PLIF技术根据不同的流场拍摄要求，片光方向均为固定的，为适应不同流场的结构进而需要更改片光方向，而更改片光方向需要对光学系统进行改动，改动光学系统的操作过程是复杂繁琐的。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置及方法，利用激光反射镜与位置调整结构使得片状激光可以根据不同的调整进行不同方向的传播。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置，包括激光器、透镜组、激光反射镜组、反射镜架、调整结构，其中：
所述激光反射镜组包括1号激光反射镜和2号激光反射镜；
所述1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架上；
所述反射镜架安装在调整结构上；
所述激光器产生的激光通过透镜组进行整形得到片光，片光经过1号激光反射镜进行方向的第一次转换，经过角度变化的反射片光经过2号激光反射镜反射后实现沿着特定方向的传输。
一种利用上述片光方向调整装置进行片光方向调整的方法，包括如下步骤：
步骤一、根据流场的特性选择合适的1号激光反射镜和2号激光反射镜，将1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架内；
步骤二、激光经过透镜组的整形后形成片状光束，1号反射镜将整形的片状光束进行反射，通过调整1号反射镜上的三维调整及角度旋转进行光束反射方向路径的调整，调整至合适的位置后固定1号反射镜；
步骤三、根据1号反射镜的位置放置2号反射镜，进行2号反射镜的三维及角度的调整，使得1号反射镜反射后的激光打在2号反射镜上，进而可以通过2号反射镜实现第二次的反射，使得片光沿特定的方向进行传播。
相比于现有技术，本发明具有如下优点：
1、本发明提供了一种在PLIF测量流场或燃烧场信息过程中使用的光束控制系统，使得最后的片状激光可以沿任意方向传播，根据探测器的位置的确定后，确定片光相对于流场或燃烧场的方向，使用探测器拍摄对应的流场结构。
2、本发明在使用PLIF技术进行流场可视化测量过程中均可以用来进行片光方向的调整，根据探测器的拍摄方向选择合适的反射镜的角度，在不改变原有光路的基础上可以实现方便调整。
附图说明
图1为PLIF原理图；
图2为反射镜的结构及镜架间的相对位置关系示意图；
图3为激光整形及角度变换示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。
本发明提供了一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置，如图2和图3所示，所述片光方向调整装置包括激光器、透镜组、激光反射镜组、反射镜架、调整结构，其中：所述激光反射镜组包括1号激光反射镜和2号激光反射镜；所述1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架上，反射镜架具有三维及角度可调整的调整结构。
激光通过整形并进行角度的变化的示意图如图3所示，激光器产生的激光通过透镜组进行整形，首先通过特定的焦距的透镜组，实现光源的展宽，将光源展宽得到特定尺寸的片光。将得到的片状光经过1号激光反射镜进行方向的第一次转换，由于不同波长的激光使用不同的反射镜，例如激发火焰中的OH基，激发波长使用283.553nm的激光，而激发甲苯、丙酮等有机示踪剂，常使用266nm的激光，因此，在激发OH基的时候对应的反射镜就应该选择283nm的反射镜，而激发甲苯等有机示踪剂就应该使用266nm的反射镜。片状激光通过1号激光反射镜后将光束进行方向的转换，通过调整1号激光反射镜的三维方向，不断进行方向的调整，实现其在一定角度内的偏转，经过角度变化的反射的片光会经过2号激光反射镜进行反射，2号激光反射镜的位置会随着1号激光反射镜的调整而改变。2号激光反射镜也通过三维方向及角度的调整，因此片光在经过2号激光反射镜的反射后，就会实现沿着特定方向的传输。
由上述装置进行片光方向调整，操作步骤如下：
（1）激光经过透镜组的整形后形成片状光束，1号反射镜将整形的片状光束进行反射，通过调整反射镜上的三维调整及角度旋转进行光束反射方向路径的调整，调整至合适的位置后固定1号反射镜。
（2）将2号反射镜置于反射光的路径上，在1号反射镜固定后，随之对应的光的方向也确定了，通过2号反射镜实现第二次的反射。
（3）通过固定好2号反射镜的位置后，调整2号反射镜的三维方向及角度，片光通过调整后的2号反射镜后，就可以沿实现某一方向某一角度的传播，不断优化2号反射镜的位置及角度，可以实现在特定方向的传播。
通过以上的实施步骤，可以实现在不同角度及方向上的片光的传播。与其他方法相比，此方法可以节省调整系统的时间和材料，更加方便快捷的实现目标。
Claims (2)
1.一种用于PLIF流场诊断技术的片光方向调整装置，其特征在于所述片光方向调整装置包括激光器、透镜组、激光反射镜组、反射镜架、调整结构，其中：
所述激光反射镜组包括1号激光反射镜和2号激光反射镜；
所述1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架上；
所述反射镜架安装在调整结构上；
所述激光器产生的激光通过透镜组进行整形得到片光，片光经过1号激光反射镜进行方向的第一次转换，经过角度变化的反射片光经过2号激光反射镜反射后实现沿着特定方向的传输。
2.一种利用权利要求1所述片光方向调整装置进行片光方向调整的方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：
步骤一、根据流场的特性选择合适的1号激光反射镜和2号激光反射镜，将1号激光反射镜和2号激光反射镜分别安装在反射镜架内；
步骤二、激光经过透镜组的整形后形成片状光束，1号反射镜将整形的片状光束进行反射，通过调整1号反射镜上的三维调整及角度旋转进行光束反射方向路径的调整，调整至合适的位置后固定1号反射镜；
步骤三、根据1号反射镜的位置放置2号反射镜，进行2号反射镜的三维及角度的调整，使得1号反射镜反射后的激光打在2号反射镜上，进而可以通过2号反射镜实现第二次的反射，使得片光沿特定的方向进行传播。
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