高通滤波镜
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代理商北廷测量技术(北京)有限公司,由多位在试验流体力学测量具有丰富经验的博士和硕士成立,员工都是毕业于清华大学力学系或者北航相关专业。公司主要业务是研发、生产和同时引进试验流体力学相关测量设备。公司目前有博士一位,流体力学硕士两位,机械类本科一位。
公司目前可以提供的产品包括五大类:流场显示、速度场测量、标量场测量、基于LDV的流量测量校准和速度校准、试验辅助器材和耗材。
流场显示:氢(氧)气泡发生器、烟雾发生器和粒子发生器、连续激光器及其片光源、氦气泡发生器
速度场测量:5/7孔探针测量系统、气液两相流探针、HWFA热膜风速仪、各种PIV系统 激光粒子图像速度场仪、LDV 激光多普勒测速仪、MTV 分子激光测速仪、DGV全场多普勒测速仪器 标量场测量:液体PLIF系统、燃烧PLIF系统、空气PLIF系统、S.A.F.E系统(DGV和FRS)、MTT 分子激光测温系统、VisiSizer测粒径、IPI 干涉法测粒径场
基于LDV的流量测量校准和速度校准:在线流量测量和校准系统
试验辅助器材和耗材:PIV/LDV示踪粒子、MicroPIV/多相流荧光粒子、喷嘴或者多喷嘴粒子发生器、相机远程遥控调焦和调光圈系统(适合所有的相机)、PIV相机内窥镜和内窥镜片光源、窄带滤波镜、高通滤波镜、旋转机械测量用轴编码器及其计数器等等。
另外,为满足客户需求,公司还提供试验仪器,在用户现场试验、数据后处理分析服务。
一、高通滤波镜在PIV气液两相流试验中的应用
试验背景:在气液两相流动中,气泡的存在会经常干扰流场的测量,甚至导致液相速度场的测量出错。
原因:气泡直径经常在mm量级,并存在水汽界面,导致激光照射上的反射光强度,和um量级的示踪粒子散射光强度相比,至少大一个数量级以上,这样气泡周围的示踪粒子图像*被气泡散射光遮挡住。PIV拍摄的图像及其软件分析的速度矢量,实际上只是气泡的速度矢量。
解决方法:荧光粒子配合高通滤波镜,消除气泡的反射光
试验设备:
Evergreen 脉冲激光器、德国PCO Edge 16位 5.6M分辨率双曝光PIV相机
同步器、100065 荧光粒子、610070窄带滤波镜
610072高通滤镜
PIVView后处理软件
试验模型:
600mm(长)*350mm(宽)*400mm(高)玻璃缸,装约60升水
小型滤清泵一台
泵循环抽水从高处进入水面,带入气泡进入玻璃缸,高度越高,流速越高,气泡越多
二、试验过程:
试验做两组对比试验,工况相同:
*为不加滤镜,示踪粒子为普通PSP示踪粒子
第二次为加上高通滤镜,示踪粒子为荧光粒子
试验现场照片
试验结果:
PSP示踪粒子和气泡
荧光粒子加高通滤镜
*试验中,加入的是普通的PSP示踪粒子,相机镜头前面只增加了532nm窄带滤波镜。右上角亮度明显是气泡的图像和模型的激光反射光
第二次试验中,加入的是荧光粒子,在相机镜头前增加了高通滤镜,消除了气泡和模型的发射光,只能得到荧光粒子的图像。
PSP示踪粒子和气泡速度场,结果图一
荧光粒子速度场,结果图二
三、分析:
结果图一中,在右上角部分计算得到的速度场应该是坏点,这是因为模型反光照成的。主流区域,主要流动向下,但是存在一部分向上的流动,这是由于气泡向上运动导致,和我们在实际观察到气泡进入液面一段距离以后,开始向上运动一致。所以,实际上,这幅速度场图像表征的是气泡和示踪粒子的运动结合。
结果图二中,消除了气泡的影响,而且模型的反射光也消除了,这样得到速度场结果就是真实反应液体流场的运动。