技术摘要：
本发明涉及一种基于激光诱导磷光粒子成像测速装置并给出测速方法，测速装置包括激光光源、柱面镜、粒子注入器和成像系统，其中，柱面镜：用以将激光光源产生的激光束转变成照射到流场中的激光片；粒子注入器：将磷光颗粒注入到流场当中；成像系统：用于采集磷光信号，  全部
背景技术：
精确的速度测量具有十分重要的意义。针对不同的测量环境开发出了不同的测速 方法，如对于开放的低速流场可采用皮托管和热线风速仪等传统技术[1,2]；对于开放的高 速流场可采用激光多普勒测速，分子标记测速[3]及粒子成像测速(PIV)[4]等激光技术。其 中PIV技术是目前最常用的速度测量方法，通过将纳米粒子注入到流场中，利用激光照射纳 米粒子，纳米粒子将激光散射，通过相机可记录纳米粒子的空间位移可获得速度信息，利用 抗燃烧的纳米粒子PIV还可用于开放燃烧场的速度测量；然而对于封闭或半封闭的燃烧场 速度测量PIV技术面临挑战。由于壁面会对激光造成很强的散射，其散射光与纳米粒子散射 光处于相同波长，因此会对纳米粒子成像造成很大干扰，甚至会掩盖纳米粒子的移动位移 轨迹，从而无法反演速度场信息。 参考文献 [1]科尔曼·拉雷尔·弗朗西斯；凯尔勒·梅尔文·拉尔夫.皮托管[P] .中国专 利:CN86300285,1987-02-10. [2]刘祖唐,赵敏生,李福田.热膜探针及其率定设备[P].江苏：CN85205583,1986- 11-26. [3]张少华,刘宏立,黄河激,余西龙,樊菁.高速稀薄气体流场的单束激光多维速 度测量系统及方法[P].北京：CN106771344A,2017-05-31. [4]阮晓东 ,傅新 .两相流数字粒子图像测速的方法及其装置[P] .浙江： CN1654962,2005-08-17.
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种激光诱导磷光粒子测速方法，该方法可有效避免激光散 射光的影响，适用于复杂封闭环境下的速度测量。本发明的技术方案如下： 一种基于激光诱导磷光粒子成像测速装置，包括激光光源、柱面镜、粒子注入器和 成像系统，其中， 柱面镜：用以将激光光源产生的激光束转变成照射到流场中的激光片； 粒子注入器：将磷光颗粒注入到流场当中。 成像系统：用于采集由激光激发的磷光信号，并对信号进行分析，得到流场速度。 优选地，所述的激光光源为脉冲激光器。所述的成像系统包括相机和计算机，相机 采集的图像被送入计算机，利用相机曝光时间t和粒子位移s计算出流场速度。 采用所述的装置实现的测速方法，包括步骤如下： (1)激光片垂直穿过流场。 3 CN 111596092 A 说　明　书 2/3 页 (2)利用粒子注入器将磷光粒子注入到流场当中，磷光粒子会随流场运动，当磷光 粒子经过激光片照射区域时会被激光激发，并发出磷光。 (3)经过一定时间延迟避开激光散射光后利用成像系统拍摄磷光粒子在流场的中 位置，设置相机的曝光时间为t，则相机可记录流场中磷光粒子经过曝光时间t时间走过的 轨迹，其轨迹长度S利用图像识别获得，进而得到流场速度v＝S/t。 本发明是基于激光诱导磷光粒子成像测速装置，其磷光粒子具有高发光效率，信 号可以用非增强型相机记录仪，保证成像的高空间分辨率；磷光信号波长区别于激光波长 且寿命长，因此激光散射可以利用光学滤镜或时间延迟的方法完全压制。该技术可用于近 壁面流场、大粒径粒子共存的两相流场、高温流场及炭黑火焰等受激光散射干扰而无法应 用传统PIV技术的环境中的二维速度测量，同时也可扩展至三维速度测量。 附图说明 图1本发明的基于激光诱导磷光的粒子成像测速装置示意图，为侧视图。 图2本发明的基于激光诱导磷光的粒子成像测速装置示意图，为俯视图。