JP3453577B2 - Flow velocity distribution measuring device under microgravity - Google Patents

Flow velocity distribution measuring device under microgravity

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JP3453577B2
JP3453577B2 JP27690694A JP27690694A JP3453577B2 JP 3453577 B2 JP3453577 B2 JP 3453577B2 JP 27690694 A JP27690694 A JP 27690694A JP 27690694 A JP27690694 A JP 27690694A JP 3453577 B2 JP3453577 B2 JP 3453577B2
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liquid column
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雅和 鷹見
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株式会社アイ・エイチ・アイ・エアロスペース
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、微小重力下において液
柱内部の速度分布を計測する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for measuring the velocity distribution inside a liquid column under microgravity.

【0002】[0002]

【従来の技術】宇宙ステーション等の宇宙機器の開発が
進むにつれ、微小重力下における流体物性が一層重要視
されつつある。かかる流体物性の計測装置として、微小
重力下において液柱を形成し、液柱の挙動及び内部の流
速分布を計測するために、例えば図4に示すような装置
が既に開発されている。この装置は、2枚のディスク
2、3の間にリザーバ4内の液体を供給し、表面張力に
よりディスク2、3間に液柱1を形成する。液体内には
アルミ粉が混入され、CCDカメラ5、6により液柱1
を観測し、画像処理によりアルミ粉の挙動から液柱1内
の流速分布を計測するようになっている。なお、7はデ
ィスク2に設けられた観察窓、8はミラーである。
2. Description of the Related Art As the development of space equipment such as a space station progresses, fluid physical properties under microgravity are becoming more important. As such a fluid property measuring device, for example, a device as shown in FIG. 4 has already been developed in order to form a liquid column under microgravity and measure the behavior of the liquid column and the flow velocity distribution inside. This device supplies the liquid in the reservoir 4 between the two disks 2 and 3, and forms a liquid column 1 between the disks 2 and 3 by surface tension. Aluminum powder is mixed in the liquid, and the liquid column 1 is moved by the CCD cameras 5 and 6.
Is observed and the flow velocity distribution in the liquid column 1 is measured from the behavior of the aluminum powder by image processing. Incidentally, 7 is an observation window provided on the disk 2, and 8 is a mirror.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】微小重力下では、液体
の表面張力が液体内の対流に大きく影響することがわか
った。このため、ディスク2、3の一方を加熱し他方を
冷却して、液柱1内に対流を起こしその表面付近の流速
分布を計測することが要望されていた。しかし、上述し
た従来の計測装置では、ディスク2に設けられた観察
窓7が小さく、表面張力の影響を受けやすい液柱表面付
近をディスク2を通して観察できない問題点があった。
また、ディスク2を通して液柱表面付近を観察できるよ
うに観察窓7を大きくすると、ディスク2の加熱・冷
却ができず、液柱1内に十分な対流を起こすことができ
ない問題点があった。
It has been found that under microgravity, the surface tension of a liquid has a great influence on convection in the liquid. Therefore, it has been desired to heat one of the disks 2 and 3 and cool the other to generate convection in the liquid column 1 and measure the flow velocity distribution near the surface thereof. However, the above-described conventional measuring device has a problem that the observation window 7 provided in the disk 2 is small and the vicinity of the surface of the liquid column, which is easily affected by the surface tension, cannot be observed through the disk 2.
Further, if the observation window 7 is enlarged so that the vicinity of the surface of the liquid column can be observed through the disk 2, there is a problem that the disk 2 cannot be heated / cooled and sufficient convection cannot occur in the liquid column 1.

【0004】更に、液柱1の側面からの観察(CCDカ
メラ6による)では、液柱の変形による内部のトレー
サー粒子(アルミ粉)の位置計測に誤差が生じやすい、
死角による計測精度の低下がある、機構的な問題か
らその場でのCCDカメラの較正が困難である、等の問
題点があった。
Further, in the observation from the side surface of the liquid column 1 (by the CCD camera 6), an error is likely to occur in the position measurement of the tracer particles (aluminum powder) inside due to the deformation of the liquid column.
There were problems such as a decrease in measurement accuracy due to blind spots, and a difficulty in calibrating the CCD camera on the spot due to mechanical problems.

【0005】本発明は、かかる問題点を解決するために
創案されたものである。すなわち、本発明の第1の目的
は、2枚のディスクの間に液柱を形成し、ディスクを加
熱又は冷却して液柱内に対流を起こし、液柱内部の流速
分布をディスクを通して観察することができる微小重力
下における流速分布計測装置を提供することにある。更
に本発明の別の目的は、側面からの観察なしに、正確に
位置計測ができ、死角による計測精度の低下が少なく、
かつCCDカメラの較正が容易な微小重力下における3
次元流速分布計測装置を提供することにある。
The present invention was devised to solve such problems. That is, the first object of the present invention is to form a liquid column between two discs, heat or cool the discs to cause convection in the liquid column, and observe the flow velocity distribution inside the liquid column through the discs. An object of the present invention is to provide a flow velocity distribution measuring device capable of performing microgravity. Furthermore, another object of the present invention is to perform accurate position measurement without observing from the side surface, and the decrease in measurement accuracy due to blind spot is small,
And it is easy to calibrate the CCD camera under microgravity. 3
It is to provide a three-dimensional flow velocity distribution measuring device.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、軸心A
を中心に回転可能に設けられた透明な第1ディスクと、
該第1ディスクに対向してその軸心を中心に回転可能に
設けられ、かつ軸心に沿って移動可能に設けられた温度
調節可能な第2ディスクと、前記第1ディスクと第2デ
ィスクの間に液体を供給してその間に液柱を形成する液
体供給装置と、前記第1ディスクを通して前記液柱の端
面から画像を取り込む複数のカメラと、前記カメラの画
像を処理して前記液柱内の流速分布を計測する画像処理
装置と、からなり、前記複数のカメラは、軸心Aに対し
てそれぞれ異なる角度で配置されている、ことを特徴と
する微小重力下における3次元流速分布計測装置が提供
される。
According to the present invention, the axis A
A transparent first disc rotatably provided around
A temperature-adjustable second disk provided so as to face the first disk so as to be rotatable about its axis and movably along the axis; and the first disk and the second disk A liquid supply device that supplies a liquid between them to form a liquid column therebetween, a plurality of cameras that capture an image from the end surface of the liquid column through the first disk, and an inside of the liquid column by processing the images of the cameras. And a plurality of cameras are arranged at different angles with respect to the axis A, respectively, and a three-dimensional flow velocity distribution measuring apparatus under microgravity. Will be provided.

【0007】本発明の好ましい実施例によれば、前記複
数のカメラは3台である。また、前記液体供給装置は、
前記第2ディスクに同心に連結された中空円筒状のシリ
ンダと、該シリンダの内部に摺動可能に設けられたピス
トンと、該ピストンに一端が連結され他端が固定された
ピストンロッドとからなり、前記第2ディスクは前記シ
リンダ内部と前記第1ディスクとの間とを連通する貫通
孔を有する。更に、前記第1ディスクは赤外線を吸収す
るガラスからなり、更に、前記第1ディスクに赤外線を
照射する赤外線レーザー装置を備える。また、前記第1
ディスクは透明な中空容器からなり、更に、前記中空容
器内に透明な熱媒体を流通させる熱媒体ラインと、該熱
媒体ラインに連結され前記熱媒体の温度を調節する温度
調節装置とを備える、ことが好ましい。
According to a preferred embodiment of the present invention, the plurality of cameras is three. Further, the liquid supply device,
A hollow cylindrical cylinder concentrically connected to the second disk, a piston slidably provided inside the cylinder, and a piston rod having one end connected to the piston and the other end fixed. The second disk has a through hole that connects the inside of the cylinder and the first disk. Furthermore, the first disk is made of glass that absorbs infrared rays, and further includes an infrared laser device that irradiates the first disk with infrared rays. Also, the first
The disk comprises a transparent hollow container, and further comprises a heat medium line for circulating a transparent heat medium in the hollow container, and a temperature adjusting device connected to the heat medium line for adjusting the temperature of the heat medium, It is preferable.

【0008】[0008]

【作用】上記、本発明の構成によれば、第1ディスクが
透明であるので、液柱の内部を透明な第1ディスク全体
を通して観察することができる。また、第2ディスクが
温度調節可能であるため、第2ディスクの加熱又は冷却
により液柱内に適当な対流を起こすことができる。
According to the structure of the present invention described above, since the first disk is transparent, the inside of the liquid column can be observed through the entire transparent first disk. Further, since the temperature of the second disk can be adjusted, appropriate convection can be generated in the liquid column by heating or cooling the second disk.

【0009】また、第1ディスクを通して前記液柱の端
面から画像を取り込む複数のカメラが、軸心Aに対して
それぞれ異なる角度で配置されているので、それぞれの
観察画像を画像処理装置により画像処理してトレーサー
粒子の3次元位置を再構築し、液柱内の3次元流速分布
を正確に計測することができる。
Further, since a plurality of cameras for taking images from the end surface of the liquid column through the first disk are arranged at different angles with respect to the axis A, the respective observed images are processed by the image processing device. Then, the three-dimensional position of the tracer particles can be reconstructed, and the three-dimensional flow velocity distribution in the liquid column can be accurately measured.

【0010】更に、液体供給装置が、第2ディスクに同
心に連結された中空円筒状のシリンダと、該シリンダの
内部に摺動可能に設けられたピストンと、該ピストンに
一端が連結され他端が固定されたピストンロッドとから
なり、前記第2ディスクは前記シリンダ内部と前記第1
ディスクとの間とを連通する貫通孔を有するので、シリ
ンダを移動させることによりシリンダ内に密封された液
体を前記貫通孔を通して第1ディスクと第2ディスクの
間に供給し、微小重力下で第1ディスクと第2ディスク
の間に液柱を容易に形成することができる。
Further, the liquid supply device includes a hollow cylindrical cylinder concentrically connected to the second disk, a piston slidably provided inside the cylinder, and one end connected to the piston and the other end. Is fixed to the piston rod, and the second disc is inside the cylinder and the first disc.
Since it has a through hole that communicates with the disk, by moving the cylinder, the liquid sealed in the cylinder is supplied between the first disk and the second disk through the through hole, and the liquid is supplied to the first disk under microgravity. A liquid column can be easily formed between the first disc and the second disc.

【0011】また、第1ディスクを赤外線を吸収するガ
ラスで構成し、このガラスに赤外線を照射する赤外線レ
ーザー装置を備えことにより、第1ディスクの透明度を
損なうことなく第1ディスクを加熱することができ、液
柱内に所望の対流を起こすことができる。また、第1デ
ィスクを透明な中空容器で構成し、温度調節装置により
加熱又は冷却された透明な熱媒体を熱媒体ラインを介し
て中空容器内に流通させれば、第1ディスクの透明度を
損なうことなく第1ディスクを自由に加熱又は冷却する
ことができ、計測する液柱内の対流を更に精密に制御す
ることができる。
Further, the first disk is made of glass which absorbs infrared rays, and the infrared laser device for irradiating the glass with infrared rays is provided, so that the first disk can be heated without impairing the transparency of the first disk. Therefore, desired convection can be generated in the liquid column. Further, if the first disk is composed of a transparent hollow container and the transparent heat medium heated or cooled by the temperature control device is passed through the heat medium line into the hollow container, the transparency of the first disk is impaired. The first disk can be freely heated or cooled without the need for convection in the liquid column to be measured with higher precision.

【0012】[0012]

【実施例】以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照
して説明する。なお、各図において、共通する部分には
同一の符号を付して使用する。図1は、本発明による微
小重力下における流速分布計測装置の全体構成図であ
る。この図において、本発明による流速分布計測装置
は、軸心Aを中心に回転可能に設けられた透明な第1デ
ィスク10と、第1ディスク10に対向してその軸心A
を中心に回転可能に設けられかつ軸心Aに沿って移動可
能に設けられた第2ディスク12と、第1ディスク10
と第2ディスク12の間に液体Lを供給してその間に液
柱1を形成する液体供給装置14と、第1ディスク10
を通して液柱1の端面から画像を取り込む複数のカメラ
16と、カメラ16の画像から液柱1内の流速分布を計
測する画像処理装置20とを備えている。図1におい
て、前記複数のカメラは3台である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, common parts are designated by the same reference numerals and used. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a flow velocity distribution measuring apparatus under microgravity according to the present invention. In this figure, a flow velocity distribution measuring device according to the present invention shows a transparent first disk 10 rotatably provided around an axis A, and an axis A facing the first disk 10.
A second disc 12 which is rotatably provided around the first disc 10 and is movable along an axis A;
A liquid supply device 14 for supplying the liquid L between the second disk 12 and the second disk 12 to form the liquid column 1 therebetween, and the first disk 10
A plurality of cameras 16 that capture images from the end surface of the liquid column 1 through the image processing apparatus 20 and an image processing device 20 that measures the flow velocity distribution in the liquid column 1 from the images of the cameras 16 are provided. In FIG. 1, the plurality of cameras is three.

【0013】第1ディスク10は、透明なガラス、プラ
スチック、等で作られ、適当な回転駆動手段、例えば超
音波モータ11で軸心を中心に回転できるようになって
いる。第2ディスク12には、例えばペルチエ効果を利
用した加熱冷却装置(図示せず)その他の加熱冷却装置
(図示せず)が組み込まれており、所望の温度、例えば
0〜100℃に温度調節ができるようになっている。第
1ディスク10と第2ディスク12の形状は、図に示す
ように、円柱と切頭円錐形が組み合わされた形がよい。
特に、円柱1と接触する面はほぼ平面であり、円柱1と
接する切頭円錐形部分の縁は鋭角になっているのがよ
い。これにより微小重力下で表面張力により円柱1を形
成し安定して保持することができる。
The first disk 10 is made of transparent glass, plastic or the like, and can be rotated about its axis by an appropriate rotation driving means, for example, an ultrasonic motor 11. The second disk 12 incorporates, for example, a heating / cooling device (not shown) and other heating / cooling device (not shown) utilizing the Peltier effect, and the temperature can be adjusted to a desired temperature, for example, 0 to 100 ° C. You can do it. The shape of the first disk 10 and the second disk 12 is preferably a combination of a cylinder and a truncated cone, as shown in the figure.
In particular, the surface that contacts the cylinder 1 is substantially flat, and the edge of the frusto-conical portion that contacts the cylinder 1 preferably has an acute angle. As a result, the cylinder 1 can be formed by surface tension under microgravity and can be stably held.

【0014】また、3台のカメラ16は、軸心Aに対し
てそれぞれ異なる角度で配置されており、これにより、
液柱1内のトレーサー粒子の運動を3方向から観察する
ことにより、それぞれの観察画像を画像処理して各トレ
ーサー粒子の3次元位置を再構築できるようになってい
る。カメラ16は、画像を取り込むためのCCDカメラ
であり、液体Lに混入されたアルミ粉等のトレーサーの
動きを画像として取り込むことができる。画像処理装置
20は、例えば3次元画像処理装置であり、3台のカメ
ラ16の画像を処理して液柱1内の流速分布を3次元的
に計測できるようになっている。
Further, the three cameras 16 are arranged at different angles with respect to the axis A, whereby
By observing the movement of the tracer particles in the liquid column 1 from three directions, it is possible to reconstruct the three-dimensional position of each tracer particle by performing image processing on each observation image. The camera 16 is a CCD camera for capturing an image, and can capture the movement of a tracer such as aluminum powder mixed in the liquid L as an image. The image processing device 20 is, for example, a three-dimensional image processing device, and is capable of processing the images of the three cameras 16 to measure the flow velocity distribution in the liquid column 1 three-dimensionally.

【0015】上述した構成により、ディスク10、12
の間に液体Lを供給し、表面張力によりディスク10、
12の間に液柱1を形成し、CCDカメラ16により液
柱1を観測し、画像処理により液柱1内の流速分布を3
次元的に計測することができる。また、第1ディスク1
0が透明であるので、液柱内部を透明な第1ディスク1
0の全体を通して観察することができる。また、第2デ
ィスク12が温度調節可能であるため、第2ディスク1
2の加熱又は冷却により液柱1内に適当な対流を起こす
ことができる。
With the above-mentioned configuration, the disks 10 and 12
The liquid L is supplied between the disc 10 and the surface tension of the disc 10,
The liquid column 1 is formed between the two columns 12, the liquid column 1 is observed by the CCD camera 16, and the flow velocity distribution in the liquid column 1 is 3 by the image processing.
It can be measured dimensionally. Also, the first disc 1
Since 0 is transparent, the first disk 1 that is transparent inside the liquid column
It can be observed through 0. Further, since the temperature of the second disk 12 can be adjusted, the second disk 1
Appropriate convection can be generated in the liquid column 1 by heating or cooling 2.

【0016】また、第1ディスクを通して前記液柱の端
面から画像を取り込む3台のカメラが、軸心Aに対して
それぞれ異なる角度で配置されているので、それぞれの
観察画像を画像処理装置により画像処理してトレーサー
粒子の3次元位置を再構築し、液柱内の3次元流速分布
を正確に計測することができる。
Further, since the three cameras for taking images from the end face of the liquid column through the first disk are arranged at different angles with respect to the axis A, each observation image is imaged by the image processing device. By processing the tracer particles to reconstruct the three-dimensional position, the three-dimensional flow velocity distribution in the liquid column can be accurately measured.

【0017】更に図1において、液体供給装置14は、
第2ディスク12に同心に連結された中空円筒状のシリ
ンダ21と、シリンダ21の内部に摺動可能に設けられ
たピストン22と、ピストン22に一端が連結され他端
が本体15に固定されたピストンロッド23とからな
る。また第2ディスク12はシリンダ21の内部と第1
ディスク10側との間を連通する貫通孔12aを有す
る。シリンダ21は、軸受24で回転可能に支持され、
またその外面に当接した2つの摩擦ローラ25、26に
より、軸心を中心に回転しかつ軸心に沿って移動できる
ようになっている。かかる構成により、第2ディスク1
2をその軸心を中心に回転しかつ軸心に沿って移動する
ことができる。また、シリンダ21の移動によりシリン
ダ内に密封された液体Lを貫通孔12aを通して第1デ
ィスク10と第2ディスク12の間に供給し、微小重力
下で第1ディスク10と第2ディスク12の間に液柱を
容易に形成することができる。
Further, in FIG. 1, the liquid supply device 14 is
A hollow cylindrical cylinder 21 concentrically connected to the second disk 12, a piston 22 slidably provided inside the cylinder 21, one end connected to the piston 22 and the other end fixed to the main body 15. It consists of a piston rod 23. The second disk 12 is located inside the cylinder 21 and the first disk.
It has a through hole 12a communicating with the disk 10 side. The cylinder 21 is rotatably supported by a bearing 24,
Further, the two friction rollers 25 and 26 that are in contact with the outer surface of the roller can rotate about the axis and move along the axis. With this configuration, the second disc 1
The 2 can be rotated about its axis and moved along the axis. Further, the liquid L sealed in the cylinder by the movement of the cylinder 21 is supplied between the first disk 10 and the second disk 12 through the through hole 12a, so that the liquid L is separated between the first disk 10 and the second disk 12 under microgravity. The liquid column can be easily formed in the liquid column.

【0018】図2は、第1ディスク10の別の実施例で
ある。この図において、第1ディスク10は赤外線を吸
収するガラスからなる。また、この第1ディスク10に
赤外線を照射する赤外線レーザー装置30を備える。赤
外線レーザー装置30は、第1ディスク10に均一な赤
外線を照射できるように円周方向に複数備えるのがよ
い。かかる構成により、第1ディスク10の透明度を損
なうことなく第1ディスク10を加熱することができ、
液柱1内に所望の対流を起こすことができる。
FIG. 2 shows another embodiment of the first disk 10. In this figure, the first disk 10 is made of glass that absorbs infrared rays. An infrared laser device 30 for irradiating the first disk 10 with infrared rays is also provided. It is preferable that a plurality of infrared laser devices 30 are provided in the circumferential direction so that the first disk 10 can be irradiated with uniform infrared rays. With this configuration, the first disc 10 can be heated without impairing the transparency of the first disc 10,
A desired convection can be generated in the liquid column 1.

【0019】図3は、第1ディスク10の更に別の実施
例である。この図において、第1ディスク10は透明な
中空容器32からなる。また、この中空容器32内に透
明な熱媒体Mを流通させる熱媒体ライン34と、熱媒体
ライン34に連結され熱媒体Mの温度を調節する温度調
節装置36と、循環ポンプ(図示せず)とを備えてい
る。熱媒体Mは、透明で比熱の高い液体、例えばシリコ
ンオイル、透明な有機液体、或いは水がよい。温度調節
装置36は、熱媒体Mを例えば0〜100℃の範囲で加
熱又は冷却する通常の加熱装置である。また、超音波モ
ータ11は、本体15を介して中空容器32内に熱媒体
Mを導くように部分的に貫通孔を有しているのがよい。
更に、この超音波モータ11の位置に通常の軸受を設
け、別の回転駆動装置で回転するようにしてもよい。か
かる構成により、第1ディスク10の透明度を損なうこ
となく第1ディスク10を自由に加熱又は冷却すること
ができ、計測する液柱内の対流を更に精密に制御するこ
とができる。
FIG. 3 shows still another embodiment of the first disk 10. In this figure, the first disk 10 comprises a transparent hollow container 32. Further, a heat medium line 34 for circulating the transparent heat medium M in the hollow container 32, a temperature adjusting device 36 connected to the heat medium line 34 for adjusting the temperature of the heat medium M, and a circulation pump (not shown). It has and. The heat medium M is preferably a transparent liquid having a high specific heat, such as silicone oil, a transparent organic liquid, or water. The temperature adjusting device 36 is a normal heating device that heats or cools the heat medium M in the range of 0 to 100 ° C., for example. Further, the ultrasonic motor 11 preferably has a partial through hole so as to guide the heat medium M into the hollow container 32 via the main body 15.
Further, a normal bearing may be provided at the position of the ultrasonic motor 11 so that the ultrasonic motor 11 can be rotated by another rotation driving device. With this configuration, the first disk 10 can be freely heated or cooled without impairing the transparency of the first disk 10, and the convection in the liquid column to be measured can be controlled more precisely.

【0020】[0020]

【発明の効果】上述したように、本発明の微小重力下に
おける流速分布計測装置によれば、側面からの観察では
液柱のレンズ効果により観察が困難な液柱表面付近を透
明な第1ディスク全体を通して観察することができる。
また、第2ディスクが温度調節可能であるため、第2デ
ィスクの加熱又は冷却により液柱内に適当な対流を起こ
すことができる。更に、第1ディスクの透明度を損なう
ことなく第1ディスクを加熱又は冷却することができ、
液柱内に所望の対流を起こして液柱内の流速分布を3次
元的に計測することができる。
As described above, according to the flow velocity distribution measuring apparatus under microgravity of the present invention, the first disk which is transparent near the surface of the liquid column, which is difficult to observe due to the lens effect of the liquid column when observed from the side. It can be observed throughout.
Further, since the temperature of the second disk can be adjusted, appropriate convection can be generated in the liquid column by heating or cooling the second disk. Furthermore, the first disk can be heated or cooled without impairing the transparency of the first disk,
It is possible to generate a desired convection in the liquid column and three-dimensionally measure the flow velocity distribution in the liquid column.

【0021】更に、液柱を側面ではなく端面からだけで
観察するので、液柱の変形に対して影響されず、内部の
トレーサー粒子の位置計測に誤差が生じにくく、液柱の
レンズ効果による観察死角が生じないため、計測精度の
低下が少なく、機構的にCCDカメラの較正が容易であ
り、いわゆる「その場較正」が可能である、等の利点が
ある。
Further, since the liquid column is observed only from the end face, not from the side face, it is not affected by the deformation of the liquid column, an error does not easily occur in the position measurement of the tracer particles inside, and the observation is made by the lens effect of the liquid column. Since the blind spot does not occur, the measurement accuracy is less likely to decrease, the CCD camera is mechanically easy to calibrate, and so-called “in-situ calibration” is possible.

【0022】従って、本発明の微小重力下における流速
分布計測装置は、2枚のディスクの間に液柱を形成し、
ディスクを加熱又は冷却して液柱内に対流を起こし、液
柱表面付近の流速分布をディスクを通して観察すること
ができ、更に、側面からの観察なしに、正確に位置計測
ができ、死角による計測精度の低下が少なく、かつCC
Dカメラの較正が容易である、等の優れた効果を有す
る。
Therefore, the flow velocity distribution measuring apparatus under microgravity of the present invention forms a liquid column between two disks,
The disk is heated or cooled to cause convection in the liquid column, and the flow velocity distribution near the surface of the liquid column can be observed through the disk. Furthermore, the position can be accurately measured without observing from the side, and the measurement is performed by the blind spot. Less deterioration of accuracy and CC
It has excellent effects such as easy calibration of the D camera.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による微小重力下における流速分布計測
装置の全体構成図である。
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a flow velocity distribution measuring device under microgravity according to the present invention.

【図2】図1における第1ディスクの別の実施例であ
る。
2 is another embodiment of the first disc in FIG. 1. FIG.

【図3】図1における第1ディスクの更に別の実施例で
ある。
FIG. 3 is still another embodiment of the first disc in FIG.

【図4】従来の微小重力下における流速分布計測装置の
全体構成図である。
FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional flow velocity distribution measuring device under microgravity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 液柱 2、3 ディスク 4 リザーバ 5、6 CCDカメラ 7 観察窓 8 ミラー 10 第1ディスク 11 超音波モータ 12 第2ディスク 12a 貫通孔 14 液体供給装置 15 本体 16 カメラ 20 画像処理装置 21 シリンダ 22 ピストン 23 ピストンロッド 24 軸受 25、26 摩擦ローラ 30 赤外線レーザー装置 32 中空容器 34 熱媒体ライン 36 温度調節装置 L 液体 M 熱媒体 1 liquid column A few discs 4 reservoir 5, 6 CCD camera 7 Observation window 8 mirror 10 First disc 11 Ultrasonic motor 12 Second disc 12a through hole 14 Liquid supply device 15 body 16 cameras 20 Image processing device 21 cylinders 22 pistons 23 Piston rod 24 bearing 25, 26 Friction roller 30 infrared laser device 32 hollow container 34 Heat medium line 36 Temperature control device L liquid M heat medium

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 軸心Aを中心に回転可能に設けられた透
明な第1ディスクと、該第1ディスクに対向してその軸
心を中心に回転可能に設けられ、かつ軸心に沿って移動
可能に設けられた温度調節可能な第2ディスクと、前記
第1ディスクと第2ディスクの間に液体を供給してその
間に液柱を形成する液体供給装置と、前記第1ディスク
を通して前記液柱の端面から画像を取り込む複数のカメ
ラと、前記カメラの画像を処理して前記液柱内の流速分
布を計測する画像処理装置と、からなり、前記複数のカ
メラは、軸心Aに対してそれぞれ異なる角度で配置され
ている、ことを特徴とする微小重力下における流速分布
計測装置。
1. A transparent first disk rotatably provided about an axis A, and a rotatably provided centering on the axis of the transparent first disk facing the first disk. A movably provided second disk, a liquid supply device for supplying a liquid between the first disk and the second disk to form a liquid column therebetween, and the liquid through the first disk It is composed of a plurality of cameras that capture images from the end faces of the columns, and an image processing device that processes the images of the cameras to measure the flow velocity distribution in the liquid column. A flow velocity distribution measuring device under microgravity, characterized in that they are arranged at different angles.
【請求項2】 前記複数のカメラは3台である、ことを
特徴とする請求項1に記載の微小重力下における流速分
布計測装置。
2. The flow velocity distribution measuring apparatus under microgravity according to claim 1, wherein the plurality of cameras is three.
【請求項3】 前記液体供給装置は、前記第2ディスク
に同心に連結された中空円筒状のシリンダと、該シリン
ダの内部に摺動可能に設けられたピストンと、該ピスト
ンに一端が連結され他端が固定されたピストンロッドと
からなり、前記第2ディスクは前記シリンダ内部と前記
第1ディスクとの間とを連通する貫通孔を有する、こと
を特徴とする請求項1又は2に記載の微小重力下におけ
る流速分布計測装置。
3. The liquid supply device includes a hollow cylindrical cylinder concentrically connected to the second disk, a piston slidably provided inside the cylinder, and one end thereof connected to the piston. 3. A piston rod, the other end of which is fixed, and the second disk has a through hole that communicates between the inside of the cylinder and the first disk. Flow velocity distribution measurement device under microgravity.
【請求項4】 前記第1ディスクは赤外線を吸収するガ
ラスからなり、更に、前記第1ディスクに赤外線を照射
する赤外線レーザー装置を備える、ことを特徴とする請
求項1又は2に記載の微小重力下における流速分布計測
装置。
4. The microgravity according to claim 1, wherein the first disk is made of glass that absorbs infrared rays, and further comprises an infrared laser device that irradiates the first disk with infrared rays. Flow velocity distribution measuring device below.
【請求項5】 前記第1ディスクは透明な中空容器から
なり、更に、前記中空容器内に透明な熱媒体を流通させ
る熱媒体ラインと、該熱媒体ラインに連結され前記熱媒
体の温度を調節する温度調節装置とを備える、ことを特
徴とする請求項1又は2に記載の微小重力下における流
速分布計測装置。
5. The first disk comprises a transparent hollow container, and a heat medium line for circulating a transparent heat medium in the hollow container; and a temperature of the heat medium connected to the heat medium line to control the temperature of the heat medium. A temperature control device for controlling the flow velocity distribution measuring device under microgravity according to claim 1 or 2.
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