复杂颗粒流速度场分布的空间滤波测量

摘要

空间滤波测速法具有结构简单、稳定性好和适用性强等优点,但传统线阵CCD空间滤波测速法要求CCD阵列方向与待测物体的运动方向一致,因此不适合测量复杂的流场.针对这一问题,本文提出了基于面阵CCD相机的空间滤波测速方法.对采集到测量区域的一系列面阵CCD输出图像进行处理,在图像水平方向和垂直方向分别进行隔行采样,模拟多狭缝空间滤波特性,实现了对障碍流颗粒速度的光学非接触式测量.针对复杂流场功率谱密度的特点,利用能量重心校正频谱提高了系统测量精度.通过调节传送带速度对本系统进行标定,实现了不同速度下的流速测量,平均误差小于4％.利用本系统还测量了由玻璃砂模拟的泥石流速度场分布,最后讨论了空间周期和测量时间对测量结果的影响.结果表明,采样时间大于0.5s时,测量结果趋于稳定,空间分辨率最小可达1.28 mm.