KR20130029996A - 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치 - Google Patents

입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치 Download PDF

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안해성
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Abstract

본 발명은 형광물질입자를 조명하는 단일 파장(λ)의 빛을 방출하는 광원; 입자 표면에 형광물질이 도포되어 있어서 상기 광원으로부터 방출된 단일 파장(λ)의 빛을 흡수하고 이보다 더 높은 파장(λ+α)의 빛을 방출하는 형광물질입자 및; 상기 형광물질입자로부터 방출된 높은 파장(λ+α)의 빛만 투과시키는 필터;를 포함하는 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따르면 입자영상유속계를 이용하여 물체 주변의 유체 흐름을 계측할 경우 발생하는 물체 표면으로부터 반사되는 빛을 차단하여 정도 높은 속도장 정보를 얻을 수 있다.

Description

입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치{device for repressing reflective light from surface in flow measurement with particle image velocimetry by fluorescent material particle}
본 발명은 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치에 관한 것이다.
입자영상유속계(particle image velocimetry)는 최근 각광받고 있는 정성적 유동가시화 방법으로, 점측정(point-wise measurement) 방식인 레이저도플러유속계(laser doppler velocimetry), 열선유속계(hot-wire anemometry), 피토튜브(pitot tube)와는 달리 장측정(whole-field measurement) 방식으로 한 번에 유동의 공간구조를 파악할 수 있는 장점이 있다.
입자영상유속계 시스템은 유동장에서 측정하고자 하는 특정 영역을 조명하기 위한 광원, 광원을 산란시키고 유동을 잘 추종하는 특성을 가진 입자, 입자 영상을 촬영하는 한 개 또는 다수 개의 카메라, 촬영된 입자 영상을 저장하고 이미지 프로세싱을 통해 속도장을 얻어내는 해석 프로그램 및 그 해석 프로그램이 구동되는 컴퓨터 등으로 구성된다.
입자영상유속계를 이용하여 물체 주변의 유체 흐름을 계측할 경우 물체 표면으로부터 반사되는 빛이 카메라에 촬영되어 계측되는 속도장 정보에 에러를 증가시킨다. 이미지 프로세싱을 통하여 물체 표면으로부터 반사되는 빛의 영향을 감소시킬 수는 있으나 이 경우 입자 신호가 왜곡될 가능성이 있어 문제가 된다. 따라서 물체 표면으로부터 반사되는 빛의 영향을 원천적으로 감소시킬 수 있는 방안을 개발할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 형광물질로 제작된 입자와 이러한 입자로부터 방출되는 특정 파장의 빛만 투과시키는 필터를 구비함으로써 물체 표면으로부터 반사되는 빛의 영향을 원천적으로 감소시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
형광물질입자를 조명하는 단일 파장(λ)의 빛을 방출하는 광원;
입자 표면에 형광물질이 도포되어 있어서 상기 광원으로부터 방출된 단일 파장(λ)의 빛을 흡수하고 이보다 더 높은 파장(λ+α)의 빛을 방출하는 형광물질입자 및;
상기 형광물질입자로부터 방출된 높은 파장(λ+α)의 빛만 투과시키는 필터;
를 포함하는 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치를 제시한다.
본 발명에 따르면 입자영상유속계를 이용하여 물체 주변의 유체 흐름을 계측할 경우 발생하는 물체 표면으로부터 반사되는 빛을 차단하여 정도 높은 속도장 정보를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치의 구성 및 작용.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다. 한편, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 형광물질로 제작된 입자와 이러한 입자로부터 방출되는 특정 파장의 빛만 투과시키는 필터를 구비함으로써 물체 표면으로부터 반사되는 빛의 영향을 원천적으로 감소시킬 수 있는 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는바, 이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 광원(1), 형광물질입자(2) 및 필터(3)를 포함하여 이루어진다.
도 1은 본 발명에 따른 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치의 구성 및 작용을 보여준다.
광원(1)은 형광물질입자(2)를 조명하는 단일 파장(λ)의 빛(입사광)(6)을 방출한다.
한편, 형광물질입자(2)는 입자 표면에 형광물질이 도포되어 있는데, 이러한 형광물질입자(2)는 광원(1)으로부터 방출된 단일 파장(λ)의 빛(6)을 흡수하고 이보다 더 높은 파장(λ+α)의 빛(7)을 외부로 방출한다.
도 1에 도시된 바와 같이 광원(1)으로부터 방출된 빛(6)은 형광물질입자(2)에 흡수된 후 다시 외부로 방출되거나 물체 표면(4)에서 반사되기도 한다.
이때 물체 표면(4)에서 반사된 빛(8)은 광원(1)으로부터 방출된 빛(6)과 동일한 파장(λ)을 가지지만, 형광물질입자(2)에서 방출된 빛(7)은 광원(1)으로부터 방출된 빛(6)보다 더 높은 파장(λ+α)을 가지게 된다.
따라서 이 상태에서만 본다면 입자영상유속계를 이용하여 물체 주변의 유체 흐름을 계측할 경우 실험자는 서로 다른 파장(λ, λ+α)을 갖는 두 개의 빛(7, 8)을 동시에 관측하게 될 것이다.
이때 필터(3)는 형광물질입자(2)로부터 방출된 높은 파장(λ+α)의 빛(7)만 투과시키고 물체 표면(4)에서 반사된 빛(8)은 차단함으로써 실험자가 유동장 내 입자 신호만을 명확히 관측할 수 있게 한다. 이러한 필터(3)는 관측 카메라(5)의 입구에 장착됨으로써 그 기능을 실현하게 된다.
따라서 본 발명에 따르면 입자영상유속계를 이용하여 물체 주변의 유체 흐름을 계측할 경우 발생하는 물체 표면(4)으로부터 반사되는 빛(8)을 차단하여 정도 높은 속도장 정보를 얻을 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1 : 광원
2 : 형광물질입자
3 : 필터
4 : 물체 표면
5 : 관측 카메라
6 : 광원으로부터 방출된 빛
7 : 형광물질입자로부터 방출된 빛
8 : 물체 표면에서 반사된 빛

Claims (1)

  1. 형광물질입자를 조명하는 단일 파장(λ)의 빛을 방출하는 광원;
    입자 표면에 형광물질이 도포되어 있어서 상기 광원으로부터 방출된 단일 파장(λ)의 빛을 흡수하고 이보다 더 높은 파장(λ+α)의 빛을 방출하는 형광물질입자 및;
    상기 형광물질입자로부터 방출된 높은 파장(λ+α)의 빛만 투과시키는 필터;
    를 포함하는 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치.
KR1020110093463A 2011-09-16 2011-09-16 입자영상유속계를 통한 유동 측정 시 형광물질입자를 이용하여 물체 표면의 반사광을 감소시키는 장치 KR20130029996A (ko)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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