一種基于光纖耦合led光源的彩色紋影成像裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及彩色顯示風(fēng)洞流場的光源成像裝置，尤其涉及一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置
【背景技術(shù)】
[0002]在空氣動(dòng)力學(xué)的研宄實(shí)驗(yàn)中，流動(dòng)的直觀顯示對(duì)于流場中波系的結(jié)構(gòu)激波與邊界層干擾等的分析可以提供直接的物理依據(jù)，可作為數(shù)值分析方法的佐證。因此，無論國內(nèi)、夕卜，在風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中的流場顯示歷來受到人們的關(guān)注，已逐步形成了實(shí)驗(yàn)流體動(dòng)力學(xué)中一個(gè)獨(dú)立的學(xué)科分支。在流場顯示的諸多方法中，光學(xué)方法以其不干擾流動(dòng)，不添加示蹤粒子而倍受重視。經(jīng)典的陰影方法、紋影方法和干涉方法得到了廣泛的應(yīng)用，為氣動(dòng)研宄提供了不少有價(jià)值的顯示結(jié)果。尤其在高速空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域中，對(duì)于激波的形成、傳播和干擾，不僅對(duì)物體的繞流以及由此引起的局部氣動(dòng)載荷加大和壓力分布的改變?yōu)槿藗兯P(guān)心，而且氣動(dòng)加熱的局部增加格外令人關(guān)注。通常風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中高超聲速流動(dòng)的獲得是由拉伐爾噴管將貯室氣體極大的膨脹加速而形成的，這時(shí)流場氣體的壓力和密度往往很小，這樣給高超聲速流場的光學(xué)流動(dòng)顯示帶來比低速風(fēng)洞流場顯示更大困難，為了提高靈敏度和獲得好的空間和時(shí)間分辨率，對(duì)光源就有高的要求。同時(shí)，結(jié)合帶有方向性的顯示方法，采用總發(fā)光強(qiáng)度相對(duì)較大的線光源，配合刀口的切入來獲取對(duì)特定方向流場變化的滿意結(jié)果。因此紋影方法在高速氣體力學(xué)中往往應(yīng)用得較為普遍，它不但直觀地演示了流場地流動(dòng)圖譜，展示了流態(tài)地結(jié)構(gòu)，而且也獲得了流場地某些定量試驗(yàn)數(shù)據(jù)。因此紋影儀作為流場顯示手段之一，已經(jīng)廣泛運(yùn)用于國際上各類風(fēng)洞試驗(yàn)中。
[0003]而目前常用的紋影系統(tǒng)彩色光源主要使用鹵鎢燈光源；而鹵鎢燈光源采用熱輻射光源，其發(fā)熱量較大使得安裝在光源后的聚光鏡鏡片受熱變形影響成像質(zhì)量。同時(shí)，由于使用鹵鎢燈作為光源時(shí)，要形成彩色需要在聚光鏡鏡片后設(shè)置不同顏色的濾色片，為了滿足紋影系統(tǒng)光源是點(diǎn)光源的要求，需在濾色片后安裝毫米量級(jí)大小的狹縫或圓孔光闌，以致只有部分光束通過光闌，光能利用率低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置，避免由于光源發(fā)熱量大使安裝在光源后的聚光鏡鏡片受熱變形影響成像質(zhì)量，提高光能的利用率。
[0005]為解決上述問題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0006]一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置包括:n個(gè)不同顏色LED光源、η個(gè)聚光鏡組、η個(gè)光纖輸入耦合、η個(gè)光纖、η個(gè)光纖輸出耦合、紋影系統(tǒng)，其中，η多2，每個(gè)聚光鏡組包含球面透鏡、中繼透鏡、合光器，η個(gè)LED光源發(fā)出的散射光，經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖輸入耦合后會(huì)聚到對(duì)應(yīng)的聚光鏡組中，依次經(jīng)過球面透鏡、中繼透鏡、合光器，然后散射光再經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的光纖輸出耦合，經(jīng)光纖輸出耦合后進(jìn)入紋影系統(tǒng)，投射到被測區(qū)域形成混色均勻的平行光。
[0007]利用多種顏色光纖耦合LED光源做為彩色紋影系統(tǒng)的照明光源，由于LED光源功耗低，不會(huì)其發(fā)熱量大使得安裝在光源后的聚光鏡鏡片受熱變形影響成像質(zhì)量。另外，為了利用LED光源發(fā)出所有光束，使用球面透鏡、中繼透鏡集光，合光器件有效控制LED光的發(fā)散角，將幾乎所有光束耦合至光纖中，因光纖導(dǎo)光的纖芯直徑只有1.5_，可以作為點(diǎn)光源直接使用，不用再添加任何濾色片及光闌裝置，提高光能的利用率。
【附圖說明】
[0008]圖1是本發(fā)明的彩色紋影成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0009]圖2是聚光鏡組的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1、2所示，本發(fā)明提供一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置包括:η個(gè)不同顏色LED光源10、η個(gè)聚光鏡組20、η個(gè)光纖耦合輸入端30、η個(gè)光纖4、η個(gè)光纖耦合輸出端50、紋影系統(tǒng)60，其中，n ^ 2，每個(gè)聚光鏡組20包含球面透鏡1、中繼透鏡2、合光器3。聚光鏡組、光纖親合輸入端、光纖、光纖親合輸出端與LED光源的數(shù)量相同。
[0011]η個(gè)LED光源10發(fā)出的散射光，首先會(huì)聚到對(duì)應(yīng)的聚光鏡組20中，依次經(jīng)過球面透鏡1、中繼透鏡2、合光器3，然后散射光再經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖耦合輸入端30、對(duì)應(yīng)的光纖4傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的光纖耦合輸出端50，經(jīng)光纖耦合輸出端50后進(jìn)入紋影系統(tǒng)60，投射到被測區(qū)域形成混色均勻的平行光。
[0012]說明書中描述的只是該發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。雖然結(jié)合附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域內(nèi)熟練的技術(shù)人員可以在所附權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置，其特征在于，包括:n個(gè)不同顏色LED光源(10)、η個(gè)聚光鏡組(20)、η個(gè)光纖親合輸入端(30)、η個(gè)光纖(4)、η個(gè)光纖I禹合輸出端(50)、紋影系統(tǒng)(60)，其中，n ^ 2，每個(gè)聚光鏡組(20)包含球面透鏡(I)、中繼透鏡(2)、合光器⑶；n ALED光源(?ο)發(fā)出的散射光，首先會(huì)聚到對(duì)應(yīng)的聚光鏡組(20)中，依次經(jīng)過球面透鏡(I)、中繼透鏡(2)、合光器(3)，然后散射光再經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖耦合輸入端(30)、對(duì)應(yīng)的光纖(4)傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的光纖親合輸出端(50)，經(jīng)光纖親合輸出端(50)后進(jìn)入紋影系統(tǒng)(60)，投射到被測區(qū)域形成混色均勻的平行光。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于光纖耦合LED光源的彩色紋影成像裝置包括：n個(gè)不同顏色LED光源、n個(gè)聚光鏡組、n個(gè)光纖輸入耦合、n個(gè)光纖、n個(gè)光纖輸出耦合、紋影系統(tǒng)，其中，n≥2，每個(gè)聚光鏡組包含球面透鏡、中繼透鏡、合光器，n個(gè)LED光源發(fā)出的散射光，經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖輸入耦合后會(huì)聚到對(duì)應(yīng)的聚光鏡組中，依次經(jīng)過球面透鏡、中繼透鏡、合光器，然后散射光再經(jīng)過對(duì)應(yīng)的光纖傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的光纖輸出耦合，經(jīng)光纖輸出耦合后進(jìn)入紋影系統(tǒng)，投射到被測區(qū)域形成混色均勻的平行光。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，避免由于光源發(fā)熱量大使安裝在光源后的聚光鏡鏡片受熱變形影響成像質(zhì)量，提高光能的利用率。
【IPC分類】G02B27-54
【公開號(hào)】CN104730724
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410398552
【發(fā)明人】謝愛民, 柳森, 黃潔, 宋強(qiáng), 羅錦陽, 柯發(fā)偉, 鄭蕾
【申請(qǐng)人】中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心超高速空氣動(dòng)力研究所
【公開日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2014年8月8日