JPH07120489A - 流体速度測定方法 - Google Patents
流体速度測定方法Info
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- JPH07120489A JPH07120489A JP26672693A JP26672693A JPH07120489A JP H07120489 A JPH07120489 A JP H07120489A JP 26672693 A JP26672693 A JP 26672693A JP 26672693 A JP26672693 A JP 26672693A JP H07120489 A JPH07120489 A JP H07120489A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 パルス状レーザ光の露光により、流体中に浮
遊させた粒子の多重露光像を記録し、その光学的フーリ
エ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析して
前記流体の速度を測定する流体速度測定方法において、
測定精度を向上する。 【構成】 レーザ光源１からの連続したレーザビームは
チョッパー８によりパルス状に断続され、円筒レンズ２
によりシート状の光束３にされて粒子５を浮遊させた流
体４を複数回露光し、粒子５の多重露光像がフィルム７
上に撮影される。その際に、複数回の露光の露光時間お
よび露光間隔時間の設定により、粒子５の軌跡像の多重
露光像が記録され、且つ複数回の露光順で前後する軌跡
像どうしが重ならない長さで記録されるようにする。こ
れによりヤング縞の方向情報を強調してヤング縞の方向
の解析誤差を小さくし、測定精度を向上できる。
遊させた粒子の多重露光像を記録し、その光学的フーリ
エ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析して
前記流体の速度を測定する流体速度測定方法において、
測定精度を向上する。 【構成】 レーザ光源１からの連続したレーザビームは
チョッパー８によりパルス状に断続され、円筒レンズ２
によりシート状の光束３にされて粒子５を浮遊させた流
体４を複数回露光し、粒子５の多重露光像がフィルム７
上に撮影される。その際に、複数回の露光の露光時間お
よび露光間隔時間の設定により、粒子５の軌跡像の多重
露光像が記録され、且つ複数回の露光順で前後する軌跡
像どうしが重ならない長さで記録されるようにする。こ
れによりヤング縞の方向情報を強調してヤング縞の方向
の解析誤差を小さくし、測定精度を向上できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体速度測定方法に関
し、詳しくは、粒子を浮遊させた流体をパルス状に断続
されるシート状レーザ光束により複数回露光して前記粒
子の多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学的フー
リエ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析し
て前記流体の速度を測定する流体速度測定方法に関する
ものである。
し、詳しくは、粒子を浮遊させた流体をパルス状に断続
されるシート状レーザ光束により複数回露光して前記粒
子の多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学的フー
リエ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析し
て前記流体の速度を測定する流体速度測定方法に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】流体の２次元速度分布の測定方法とし
て、レーザスペックル法が知られている。この方法はPI
V(Particle Image Velocimetry)とも呼ばれている。こ
の測定方法の従来技術を説明する。
て、レーザスペックル法が知られている。この方法はPI
V(Particle Image Velocimetry)とも呼ばれている。こ
の測定方法の従来技術を説明する。
【０００３】流体中に粒子を浮遊させ、レーザ光を照射
し、照射面の像を写真記録すると、粒子からの散乱光が
相互に干渉してスペックルパターンを形成したり、ある
いは粒子数が少ない場合には粒子像となって記録され
る。流体に乗って粒子が移動すれば、スペックルパター
ンや粒子像も移動する。所定時間間隔で複数回露光する
多重露光によって照射面を撮影すれば、写真上にはスペ
ックルパターンや粒子像が対になって記録されることに
なる。この対になっている像の変位量を測定することに
よって、光学系の撮影倍率、露光間隔時間等を考慮して
流れの速度分布を計測することができる。
し、照射面の像を写真記録すると、粒子からの散乱光が
相互に干渉してスペックルパターンを形成したり、ある
いは粒子数が少ない場合には粒子像となって記録され
る。流体に乗って粒子が移動すれば、スペックルパター
ンや粒子像も移動する。所定時間間隔で複数回露光する
多重露光によって照射面を撮影すれば、写真上にはスペ
ックルパターンや粒子像が対になって記録されることに
なる。この対になっている像の変位量を測定することに
よって、光学系の撮影倍率、露光間隔時間等を考慮して
流れの速度分布を計測することができる。
【０００４】以下、簡単のために二重露光法の場合を説
明する。二重露光像の記録には、図４に示すように、パ
ルス状に断続して発光されるレーザ光や、連続したレー
ザ光をチョップしたパルス状の光（以下、パルス光とい
う）からなるシート状の光束（以下、シート光束とい
う）１３が使用される。流体には散乱光が発生するよう
に粒子１５が混入される。流れの測定部分の流体をパル
ス光のシート光束１３で２回照明すると、流体中の照明
部分１４に浮遊している粒子１５からの散乱光はレンズ
１６を介してフィルム１７上またはＣＣＤカメラ等の撮
像素子上に結像し、二重露光像１８として記録される。
明する。二重露光像の記録には、図４に示すように、パ
ルス状に断続して発光されるレーザ光や、連続したレー
ザ光をチョップしたパルス状の光（以下、パルス光とい
う）からなるシート状の光束（以下、シート光束とい
う）１３が使用される。流体には散乱光が発生するよう
に粒子１５が混入される。流れの測定部分の流体をパル
ス光のシート光束１３で２回照明すると、流体中の照明
部分１４に浮遊している粒子１５からの散乱光はレンズ
１６を介してフィルム１７上またはＣＣＤカメラ等の撮
像素子上に結像し、二重露光像１８として記録される。
【０００５】ここでシート光束１３が可干渉光のレーザ
光で、粒子１５の数密度が高い場合には、粒子の移動に
対応して、スペックルパターンの移動が記録され、数密
度が低い場合、あるいはシート光束が白色光の場合に
は、粒子の像の移動が記録される。流速を解析する上で
は、コントラストが高く像質のよいヤング縞が得られる
スペックルパターンの像を記録する方がよいが、流体に
混入する粒子は流体に浮遊して流されると同時に流体の
流れにも作用するため、粒子の数密度を高くすることは
流れに影響を与えることになって不都合を生ずる。
光で、粒子１５の数密度が高い場合には、粒子の移動に
対応して、スペックルパターンの移動が記録され、数密
度が低い場合、あるいはシート光束が白色光の場合に
は、粒子の像の移動が記録される。流速を解析する上で
は、コントラストが高く像質のよいヤング縞が得られる
スペックルパターンの像を記録する方がよいが、流体に
混入する粒子は流体に浮遊して流されると同時に流体の
流れにも作用するため、粒子の数密度を高くすることは
流れに影響を与えることになって不都合を生ずる。
【０００６】したがって、以降では粒子の数密度が低い
場合で、粒子像が記録される状況を想定して、説明す
る。
場合で、粒子像が記録される状況を想定して、説明す
る。
【０００７】二重露光像の光学的解析法の一つにヤング
縞法がある。ヤング縞法の解析の精度は形成されるヤン
グ縞の質にかかわっている。図５はヤング縞形成の原理
図である。二重露光像１８としては、二重露光フィルム
１７、または２次元センサで捉えた画像を液晶ビデオモ
ジュール等の透過型の画像表示器に表示したものが利用
される。二重露光像１８がレーザ光１９によって照明さ
れ、フーリエ変換レンズ２０の焦点面で光学的にフーリ
エ変換されると、焦点面にあるスクリーン２１上にヤン
グ縞２２が形成される。
縞法がある。ヤング縞法の解析の精度は形成されるヤン
グ縞の質にかかわっている。図５はヤング縞形成の原理
図である。二重露光像１８としては、二重露光フィルム
１７、または２次元センサで捉えた画像を液晶ビデオモ
ジュール等の透過型の画像表示器に表示したものが利用
される。二重露光像１８がレーザ光１９によって照明さ
れ、フーリエ変換レンズ２０の焦点面で光学的にフーリ
エ変換されると、焦点面にあるスクリーン２１上にヤン
グ縞２２が形成される。
【０００８】こうして形成された二重露光像の光学的フ
ーリエ変換であるヤング縞２２は、レーザ光１９の照射
領域内の二重露光像の変位の情報を持っており、ヤング
縞２２の縞の法線方向Ｘが流体のその領域の速度ベクト
ルの方向をあらわしている。
ーリエ変換であるヤング縞２２は、レーザ光１９の照射
領域内の二重露光像の変位の情報を持っており、ヤング
縞２２の縞の法線方向Ｘが流体のその領域の速度ベクト
ルの方向をあらわしている。
【０００９】そして、縞の間隔をｄ、照射光の波長を
λ、フーリエ変換レンズの焦点距離をｆ、二重露光像の
撮影倍率をＭ、二重露光像の撮影時のシート光発光間隔
をＴとすると、流体の速さｖは、 ｖ＝ｆλ／ＭｄＴ で表される。
λ、フーリエ変換レンズの焦点距離をｆ、二重露光像の
撮影倍率をＭ、二重露光像の撮影時のシート光発光間隔
をＴとすると、流体の速さｖは、 ｖ＝ｆλ／ＭｄＴ で表される。
【００１０】ヤング縞の解析方法は、特開平3-48101号
やUSP5,054,913号に開示されている。
やUSP5,054,913号に開示されている。
【００１１】次に、図６は、上記方法において、ヤング
縞の方向を解析する場合の構成例を示したものである。
フーリエ変換面にスリット２３ａを有する回転スリット
板２３を配置する。スリット２３ａからの通過光を集光
レンズ２４で集め、受光器２５で通過光量を測定する
と、回転スリット板２３の回転によるスリット２３ａの
回転角度に対して図７に図示したような特性が得られ
る。この場合、回転角度は、ヤング縞２２の方向Ｙと回
転スリット２３ａの長手方向Ｓが一致する場合を０度と
して示している。
縞の方向を解析する場合の構成例を示したものである。
フーリエ変換面にスリット２３ａを有する回転スリット
板２３を配置する。スリット２３ａからの通過光を集光
レンズ２４で集め、受光器２５で通過光量を測定する
と、回転スリット板２３の回転によるスリット２３ａの
回転角度に対して図７に図示したような特性が得られ
る。この場合、回転角度は、ヤング縞２２の方向Ｙと回
転スリット２３ａの長手方向Ｓが一致する場合を０度と
して示している。
【００１２】図７から明らかなように、スリットの長手
方向Ｓとヤング縞の方向Ｙが一致したとき通過光量が最
大となる。したがって、この通過光量の最大となるスリ
ットの回転角を求めることによりヤング縞の方向Ｙまた
はその法線方向Ｘを知ることができる。そしてこのよう
にヤング縞の方向を解析した後にヤング縞の間隔を解析
し、上記の式に基づいて流体の速度を求めることができ
る。
方向Ｓとヤング縞の方向Ｙが一致したとき通過光量が最
大となる。したがって、この通過光量の最大となるスリ
ットの回転角を求めることによりヤング縞の方向Ｙまた
はその法線方向Ｘを知ることができる。そしてこのよう
にヤング縞の方向を解析した後にヤング縞の間隔を解析
し、上記の式に基づいて流体の速度を求めることができ
る。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】上述したヤング縞の方
向の解析方法は、ヤング縞の方向Ｙとスリットの長手方
向Ｓが一致した場合に通過光量が最大となることを前提
条件として構成されている。この条件が成り立つために
は、ヤング縞の強度分布が平均として中心から円状に広
がっていることが重要である。ヤング縞の平均強度分布
の形状は二重露光像の個々の粒子像の形状に依存して決
まっている。図８（ａ），（ｂ）を例に用いて、二重露
光像の粒子像とフーリエ変換で得られるヤング縞との関
係を述べる。
向の解析方法は、ヤング縞の方向Ｙとスリットの長手方
向Ｓが一致した場合に通過光量が最大となることを前提
条件として構成されている。この条件が成り立つために
は、ヤング縞の強度分布が平均として中心から円状に広
がっていることが重要である。ヤング縞の平均強度分布
の形状は二重露光像の個々の粒子像の形状に依存して決
まっている。図８（ａ），（ｂ）を例に用いて、二重露
光像の粒子像とフーリエ変換で得られるヤング縞との関
係を述べる。
【００１４】図８（ａ）中２６ａは１回目の露光で記録
された粒子像で、２６ｂは２回目の露光による像であ
る。図中の矢印は移動する粒子の対応を示している。流
体に混入する粒子は球形とは限らないが、ランダムな方
向を向いた複数個の粒子像からなるヤング縞の平均強度
分布は中心対称に近くなる。
された粒子像で、２６ｂは２回目の露光による像であ
る。図中の矢印は移動する粒子の対応を示している。流
体に混入する粒子は球形とは限らないが、ランダムな方
向を向いた複数個の粒子像からなるヤング縞の平均強度
分布は中心対称に近くなる。
【００１５】しかし、粒子像の形状に規則性があり、例
えば図８（ｂ）の２７ａ，２７ｂのような同一方向を向
いた長方形であって、その長手方向が流体の流れ方向
（粒子の移動方向）に直交する方向の場合、フーリエ変
換により縞の方向に対して長・短軸を逆にした長方形様
のヤング縞が形成される。
えば図８（ｂ）の２７ａ，２７ｂのような同一方向を向
いた長方形であって、その長手方向が流体の流れ方向
（粒子の移動方向）に直交する方向の場合、フーリエ変
換により縞の方向に対して長・短軸を逆にした長方形様
のヤング縞が形成される。
【００１６】実際の流体計測では、二重露光像がスペッ
クルの場合には形状がランダムであるので、二重露光像
の照明領域に多くのスペックルパターンがあれば、ヤン
グ縞は中心対称になる。また二重露光像が粒子像の場
合、その粒子形状でヤング縞の形状が決まるが、多くの
場合ランダムな方向による平均化で中心対称のヤング縞
が形成される。
クルの場合には形状がランダムであるので、二重露光像
の照明領域に多くのスペックルパターンがあれば、ヤン
グ縞は中心対称になる。また二重露光像が粒子像の場
合、その粒子形状でヤング縞の形状が決まるが、多くの
場合ランダムな方向による平均化で中心対称のヤング縞
が形成される。
【００１７】しかし、撮影条件によっては撮影系の収差
等の影響を受ける場合が少なくない。例えばコマ収差等
が問題となる場合がある。このような場合、二重露光像
の一部では粒子像の歪みが生じ、形状に規則性が現わ
れ、ヤング縞の形状が円状でなくなり、解析に支障が出
たり、方向の解析誤差が大きくなったりする。特に、粒
子像が流体の流れ方向と異なる方向に伸びるように歪む
と、ヤング縞の形状が図６の構成によるヤング縞の方向
解析に不都合な形状（例えば図８（ｂ）のような形状）
となり、方向の解析誤差が大きくなるという問題があっ
た。
等の影響を受ける場合が少なくない。例えばコマ収差等
が問題となる場合がある。このような場合、二重露光像
の一部では粒子像の歪みが生じ、形状に規則性が現わ
れ、ヤング縞の形状が円状でなくなり、解析に支障が出
たり、方向の解析誤差が大きくなったりする。特に、粒
子像が流体の流れ方向と異なる方向に伸びるように歪む
と、ヤング縞の形状が図６の構成によるヤング縞の方向
解析に不都合な形状（例えば図８（ｂ）のような形状）
となり、方向の解析誤差が大きくなるという問題があっ
た。
【００１８】本発明は、このような誤差要因を除去し
て、更に測定精度を向上できる流体速度測定方法を提供
することを課題とする。
て、更に測定精度を向上できる流体速度測定方法を提供
することを課題とする。
【００１９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明によれば、粒子を浮遊させた流体をパルス状
に断続されるシート状レーザ光束により複数回露光して
前記粒子の多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学
的フーリエ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を
解析して前記流体の速度を測定する流体速度測定方法に
おいて、前記多重露光像を記録する際に、前記複数回の
露光の露光時間および露光間隔時間の設定により、前記
粒子の軌跡像の多重露光像が記録され、且つ前記複数回
の露光順で前後する軌跡像どうしが重ならない長さで記
録されるようにした。
め、本発明によれば、粒子を浮遊させた流体をパルス状
に断続されるシート状レーザ光束により複数回露光して
前記粒子の多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学
的フーリエ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を
解析して前記流体の速度を測定する流体速度測定方法に
おいて、前記多重露光像を記録する際に、前記複数回の
露光の露光時間および露光間隔時間の設定により、前記
粒子の軌跡像の多重露光像が記録され、且つ前記複数回
の露光順で前後する軌跡像どうしが重ならない長さで記
録されるようにした。
【００２０】
【作用】このような方法によれば、粒子の軌跡像、すな
わち粒子が流体の流れ方向に沿って伸びた像が記録され
ることにより、その多重露光像から得られるヤング縞の
形状が縞方向に沿って伸び、ヤング縞の方向解析に都合
の良い形状となる。
わち粒子が流体の流れ方向に沿って伸びた像が記録され
ることにより、その多重露光像から得られるヤング縞の
形状が縞方向に沿って伸び、ヤング縞の方向解析に都合
の良い形状となる。
【００２１】
【実施例】以下、図を参照して本発明の実施例を説明す
る。ここでは先述した二重露光撮影により流体速度測定
を行なう実施例を示す。
る。ここでは先述した二重露光撮影により流体速度測定
を行なう実施例を示す。
【００２２】図１は二重露光撮影の方法として、連続光
をチョッパーにより断続してパルス光にし撮影する場合
の例を示している。
をチョッパーにより断続してパルス光にし撮影する場合
の例を示している。
【００２３】図１において、チョッパー８は円板にそれ
ぞれ所定角度の扇形の開口部８ａと遮光部８ｂを交互に
形成したものであり、不図示のモーターにより回転され
る。
ぞれ所定角度の扇形の開口部８ａと遮光部８ｂを交互に
形成したものであり、不図示のモーターにより回転され
る。
【００２４】レーザ光源１からのビーム状のレーザ光束
（連続光）は、チョッパー８により断続されてパルス光
とされ、さらに円筒レンズ２でシート光束３とされ、測
定流体４に照射される。そしてシート光束に照明された
部分の流体４中に浮遊している粒子５の像が結像レンズ
６を介してフィルム７上に結像され、記録される。ここ
でシート光束３はチョッパー８により幅と間隔それぞれ
が所定時間のパルス光とされているので、２つのパルス
光を含む時間だけシート光束の照明を行なうことによ
り、二重露光撮影ができる。
（連続光）は、チョッパー８により断続されてパルス光
とされ、さらに円筒レンズ２でシート光束３とされ、測
定流体４に照射される。そしてシート光束に照明された
部分の流体４中に浮遊している粒子５の像が結像レンズ
６を介してフィルム７上に結像され、記録される。ここ
でシート光束３はチョッパー８により幅と間隔それぞれ
が所定時間のパルス光とされているので、２つのパルス
光を含む時間だけシート光束の照明を行なうことによ
り、二重露光撮影ができる。
【００２５】次に、図２は上記シート光束のパルス光の
タイミングを示した摸式図である。１回目のパルス光９
と２回目のパルス光１０の各々の時間幅、すなわち二重
露光撮影の２回の露光時間のそれぞれを粒子５の軌跡が
記録できる程度に十分な時間幅に設定すれば、フィルム
７には図３（ａ）で摸式的に示しているように、図１の
流体４の流れの方向に沿って伸びた粒子５の像、すなわ
ち粒子の軌跡像１１，１２が記録される。図３（ａ）中
の矢印は流れの方向を示している。なお１回目のパルス
光９と２回目のパルス光１０との時間間隔、すなわち露
光時間間隔は、２回のパルス光による露光順で前後する
軌跡像１１，１２どうしが重ならないように設定する。
具体的には、上記パルス光の時間幅と時間間隔は測定し
ようとする流体の速度に対応して設定し、予備実験等に
より決定する。
タイミングを示した摸式図である。１回目のパルス光９
と２回目のパルス光１０の各々の時間幅、すなわち二重
露光撮影の２回の露光時間のそれぞれを粒子５の軌跡が
記録できる程度に十分な時間幅に設定すれば、フィルム
７には図３（ａ）で摸式的に示しているように、図１の
流体４の流れの方向に沿って伸びた粒子５の像、すなわ
ち粒子の軌跡像１１，１２が記録される。図３（ａ）中
の矢印は流れの方向を示している。なお１回目のパルス
光９と２回目のパルス光１０との時間間隔、すなわち露
光時間間隔は、２回のパルス光による露光順で前後する
軌跡像１１，１２どうしが重ならないように設定する。
具体的には、上記パルス光の時間幅と時間間隔は測定し
ようとする流体の速度に対応して設定し、予備実験等に
より決定する。
【００２６】図３（ａ）の対になった軌跡像１１，１２
を前述のように光学的にフーリエ変換すると、軌跡像１
１，１２のそれぞれの形状と軌跡像１１，１２どうしの
間隔とに応じたヤング縞が形成される。このヤング縞を
図３（ｂ）に示す。この縞は、縞の方向に沿って伸びた
形状を持つ。このようなヤング縞に対して、図６で示し
た回転スリット板２３による解析を行うと、スリット２
３ａの長手方向とヤング縞２２の縞の方向Ｙが一致した
場合の通過光量が大きくなり、通過光量のピークの値が
検出しやすくなる。すなわち、ヤング縞が縞の方向に沿
って伸びてヤング縞の方向情報が強調され、縞の方向解
析に都合の良い形状となるため、縞の方向解析の誤差を
小さくし、流体速度の測定精度を向上させることができ
る。
を前述のように光学的にフーリエ変換すると、軌跡像１
１，１２のそれぞれの形状と軌跡像１１，１２どうしの
間隔とに応じたヤング縞が形成される。このヤング縞を
図３（ｂ）に示す。この縞は、縞の方向に沿って伸びた
形状を持つ。このようなヤング縞に対して、図６で示し
た回転スリット板２３による解析を行うと、スリット２
３ａの長手方向とヤング縞２２の縞の方向Ｙが一致した
場合の通過光量が大きくなり、通過光量のピークの値が
検出しやすくなる。すなわち、ヤング縞が縞の方向に沿
って伸びてヤング縞の方向情報が強調され、縞の方向解
析に都合の良い形状となるため、縞の方向解析の誤差を
小さくし、流体速度の測定精度を向上させることができ
る。
【００２７】なお、図１の構成の他の例として、レーザ
光源１からの連続光をチョッパー８で断続する代わり
に、レーザ光源１として駆動電流の制御によりレーザ光
を断続して発光できる半導体レーザや固体レーザなどを
用いることにより、パルス光を得て露光に利用すること
もできる。
光源１からの連続光をチョッパー８で断続する代わり
に、レーザ光源１として駆動電流の制御によりレーザ光
を断続して発光できる半導体レーザや固体レーザなどを
用いることにより、パルス光を得て露光に利用すること
もできる。
【００２８】また、以上では二重露光撮影の場合を説明
したが、３重以上の多重露光撮影の場合も同様に粒子の
軌跡像を撮影することにより、測定精度を向上できる。
したが、３重以上の多重露光撮影の場合も同様に粒子の
軌跡像を撮影することにより、測定精度を向上できる。
【００２９】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、粒子を浮遊させた流体をパルス状に断続され
るシート状レーザ光束により複数回露光して前記粒子の
多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学的フーリエ
変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析して前
記流体の速度を測定する流体速度測定方法において、前
記多重露光像を記録する際に、前記複数回の露光の露光
時間および露光間隔時間の設定により、前記粒子の軌跡
像の多重露光像が記録され、且つ前記複数回の露光順で
前後する軌跡像どうしが重ならない長さで記録されるよ
うにすることにより、多重露光像から得られるヤング縞
の縞方向の情報を強調して、縞方向の解析の誤差を小さ
くし、流体速度の測定精度を向上させることができると
いう優れた効果が得られる。
によれば、粒子を浮遊させた流体をパルス状に断続され
るシート状レーザ光束により複数回露光して前記粒子の
多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学的フーリエ
変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析して前
記流体の速度を測定する流体速度測定方法において、前
記多重露光像を記録する際に、前記複数回の露光の露光
時間および露光間隔時間の設定により、前記粒子の軌跡
像の多重露光像が記録され、且つ前記複数回の露光順で
前後する軌跡像どうしが重ならない長さで記録されるよ
うにすることにより、多重露光像から得られるヤング縞
の縞方向の情報を強調して、縞方向の解析の誤差を小さ
くし、流体速度の測定精度を向上させることができると
いう優れた効果が得られる。
【図１】本発明による流体速度測定方法の実施例を説明
するもので、流体中の粒子の軌跡像を二重露光撮影する
場合の構成を示す構成図である。
するもので、流体中の粒子の軌跡像を二重露光撮影する
場合の構成を示す構成図である。
【図２】同実施例の二重露光撮影で二重露光を行なうパ
ルス光のタイミングを示す波形図である。
ルス光のタイミングを示す波形図である。
【図３】同実施例の二重露光撮影による粒子の軌跡像
と、それを光学的フーリエ変換して得られるヤング縞を
示す模式図である。
と、それを光学的フーリエ変換して得られるヤング縞を
示す模式図である。
【図４】流体中の粒子の二重露光像を形成する様子を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】二重露光像からヤング縞を形成する原理の説明
図である。
図である。
【図６】ヤング縞の方向を測定する構成を示す構成図で
ある。
ある。
【図７】ヤング縞の方向測定においてヤング縞方向に対
するスリット方向の角度による通過光量を示す特性図で
ある。
するスリット方向の角度による通過光量を示す特性図で
ある。
【図８】従来方法による二重露光撮影における粒子像の
形状と、その粒子像から得られるヤング縞との関係を示
した模式図である。
形状と、その粒子像から得られるヤング縞との関係を示
した模式図である。
１ レーザ光源 ２ 円筒レンズ ３，１３ シート光束 ４ 流体 ５，１５ 粒子 ６，１６ 結像レンズ ７，１７ フィルム １１，１２ 粒子の軌跡像 １８ 二重露光像 １９ レーザ光 ２０ フーリエ変換レンズ ２３ 回転スリット板 ２４ 集光レンズ ２５ 受光器
Claims (3)
- 【請求項１】 粒子を浮遊させた流体をパルス状に断続
されるシート状レーザ光束により複数回露光して前記粒
子の多重露光像を記録し、前記多重露光像の光学的フー
リエ変換により得られるヤング縞の方向と間隔を解析し
て前記流体の速度を測定する流体速度測定方法におい
て、 前記多重露光像を記録する際に、前記複数回の露光の露
光時間および露光間隔時間の設定により、前記粒子の軌
跡像の多重露光像が記録され、且つ前記複数回の露光順
で前後する軌跡像どうしが重ならない長さで記録される
ようにすることを特徴とする流体速度測定方法。 - 【請求項２】 透光部と遮光部を有し回転駆動される円
板状のチョッパーにより連続するレーザ光を断続して前
記パルス状のレーザ光束を得ることを特徴とする請求項
１に記載の流体速度測定方法。 - 【請求項３】 レーザ光を断続して発光できるレーザ光
源を用いて前記パルス状のレーザ光束を得ることを特徴
とする請求項１に記載の流体速度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26672693A JPH07120489A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 流体速度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26672693A JPH07120489A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 流体速度測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07120489A true JPH07120489A (ja) | 1995-05-12 |
Family
ID=17434835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26672693A Pending JPH07120489A (ja) | 1993-10-26 | 1993-10-26 | 流体速度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120489A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144703A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 华中科技大学 | 基于粒子图像测速的嵌入式图像采集与处理系统及方法 |
| CN117348266A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种用于piv系统的激光散斑生成装置与方法 |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP26672693A patent/JPH07120489A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107144703A (zh) * | 2017-05-09 | 2017-09-08 | 华中科技大学 | 基于粒子图像测速的嵌入式图像采集与处理系统及方法 |
| CN107144703B (zh) * | 2017-05-09 | 2019-06-18 | 华中科技大学 | 基于粒子图像测速的嵌入式图像采集与处理系统及方法 |
| CN117348266A (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-05 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种用于piv系统的激光散斑生成装置与方法 |
| CN117348266B (zh) * | 2023-12-06 | 2024-01-30 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种用于piv系统的激光散斑生成装置与方法 |
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