轨迹图像法的速度测量范围上限估计

摘要

为了探讨轨迹图像法是否可用于高速流场的速度测量,对轨迹图像法测速上限问题进行了理论分析和仿真验证.单帧单曝光图像法(SFSEI)是一种典型的轨迹图像测量方法,其测量系统由成像系统和分析显示系统组成,成像系统包括工业相机、远心镜头、平行光源组成;分析显示系统由图像分析处理软件及计算机组成.CCD或CMOS传感器的动态范围是指传感器响应的最大与最小曝光量之比,且传感器响应曲线在此范围内是线性的.基于这种线性关系,可以建立轨迹图像灰度与遮光时间的关系式,从而理论计算出速度测量上限.对单帧单曝光图像法背光测量系统的测速上限进行分析,得到测速上限与光源光通量、前景物尺寸及前景物透光率有关.当光源相对光通量为9μs,前景物为50μm不透光圆形颗粒时,系统的测速上限为539m/s.