一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置製造方法
2023-06-12 16:09:46 1
一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置製造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，該裝置包括面板、盛槽、可拼裝散熱板、分段可控加熱裝置、定位導軌及成像設備、支架和面板安裝導軌，所述面板安裝導軌8置於盛槽3的滑槽內，面板安裝導軌8上開有與面板1的安裝插銷相匹配的定向卡口9，散熱面板4置於盛槽3中，分段可控加熱裝置5對可拼裝散熱板4進行分段可控加熱，可控加熱裝置5置於支架7上，所述定位導軌6用於安裝固定成像設備。該裝置能夠在各種季節、時間、在很小的空間就能獲得人為可設計的、可控制的、可重現的、真實的熱浪引起的空氣湍流數據，並提供了一種可以輔助研究人員更便捷的對獲得的數據進行分析處理方法，進而加快研究或研究測試。
【專利說明】一種模擬熱輻射弓I發的湍流現象的裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種湍流現象的模擬裝置，尤其涉及模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，可應用於流體物理、氣象學、圖像處理、智能交通、安防監控等領域。
【背景技術】
[0002]流體、熱現象和圖像處理等研究人員在研究熱浪引起的空氣湍流的機理和影響時，往往不得不專門選擇炎熱的夏季中午、到可能幾公裡外甚至更遠的地方挑選空曠的場地、擺設必要的物品並由專人看管、費盡心思去搭建架設用於數據獲取的設備以保證無誤的獲取指定位置的數據信息，並且可能還要再另外多次選擇合適的但是條件艱苦惡劣的地點和時間以及時機，多次反覆才能獲得想要的數據。給研究工作帶來了極大的不便，因此需要一種可以輔助研究人員更便捷獲得各種情況下湍流現象的數據。
【發明內容】
[0003]針對已有技術存在的不足，本發實用新型的目的在於提供一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，本發明裝置真實模擬了光傳播(氣體)介質在不同溫度分布情況下，因溫差導致的湍流現象。
[0004]本實用新型的發明目的是通過如下技術方案實現的:
[0005]一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，包括提供湍流發生前後圖樣的面板1、盛槽3、可拼裝散熱板4、分段可控加熱裝置5、定位導軌6及成像設備、支架7和面板安裝導軌8，所述盛槽3內部邊沿上側設有滑槽，所述面板安裝導軌8置於盛槽3的滑槽內，所述面板安裝導軌8上開有與面板I的安裝插銷相匹配的定向卡口 9，所述可拼裝散熱板4及對應的熱傳輸介質置於盛槽3中，所述分段可控加熱裝置5圍繞盛槽3底部及周邊對可拼裝散熱板4進行分段可控加熱，所述可控加熱裝置5置於可調整高度的支架7上，所述定位導軌6用於安裝固定成像設備。
[0006]所述模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置還裝有對照面板2，對照面板2提供面板I的比對圖樣，對照面板2為透明板，面板2的圖樣及位置與面板I總是一致，正向觀面板(2)圖樣剛好完全覆蓋面板(I)圖樣。但顏色與面板(I)為互補色；可為(局部)透明電子顯示板。
[0007]所述盛槽3內部邊沿上側設有的滑槽是兩根垂直交叉的滑槽。所述的盛槽3的面積不小於50cmX50cm,以保證中部有足夠大的面積內有均勻穩定熱福射。
[0008]所述分段可控加熱裝置5用於對可拼裝散熱板4進行分段獨立加熱，溫度可以調控，可採用可編程調控的加熱裝置。
[0009]所述面板I選用熱膨脹係數較低的材質，面板I可採用電子顯示屏，如LED等，這樣能夠通過編程方便的設計面板的圖樣形式，並且通過調節圖樣的亮度可以在一定程度上模擬被觀測目標到成像設備的距離；此時對照面板2可以選擇透明的顯示器配合面板I使用。[0010]所述可拼裝散熱板4用於不同熱輻射環境(如石山、沙地、水面)的仿真，可拼裝散熱板4採用拼裝的方式，只要確保拼裝後的邊界能夠完好的與盛槽3的內邊界貼合即可。可拼裝散熱板4可以由平地、坑窪、溝壑、高山等多種形式組合拼裝，對應的可以選取石質表面、沙粒、泥土、金屬、混凝土等多種材質，此外，還可以進一步敷以植被，添水等更真實的模擬輻射環境。
[0011]所述定位導軌6用於成像設備的固定和定位。定位導軌6的設計可仿照採用面板安裝導軌8的設計方式，此時，2條導軌上可以設置刻度線，刻度範圍可根據成像設備的布設範圍需要進行設置加工；也可以與鉛垂線等配合使用，確保成像設備的幾次觀測位置固定。
[0012]所述支架7的面板上設有可鎖定的導軌，可以使面板I在一定範圍內移動。
[0013]所述插口 9為六邊形可定向的插口。
[0014]模擬熱輻射引發的湍流現象的方法，包括如下步驟:
[0015](I)根據模擬目標選擇合適的可拼裝散熱板4和熱傳輸介質，並填裝於盛槽3中；
[0016](2)選擇合適的面板I的圖樣，通過面板安裝導軌8確定並固定面板I的安裝位置；
[0017](3)確定和記錄成像設備在定位導軌6的位置，並對成像設備配置至目標狀態；
[0018](4)獲取面板I上目標圖樣的數據；
[0019](5)通過分段可控加熱裝置5對各分段設定合適的溫度並加熱至需要狀態；
[0020](6)獲取湍流下的圖樣數據；
[0021](7)在以上設置時做好數據記錄，根據使用目的需要和數據記錄按上述步驟進行新的數據獲取。
[0022]本實用新型一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置能夠在各種季節、時間、在很小的空間就能獲得人為可設計的、可控制的、可重現的、真實的熱浪引起的空氣湍流數據，可以支持數據的初次獲取和驗證用數據獲取，並提供了一種可以輔助研究人員更便捷的對獲得的數據進行分析處理方法。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1本實用新型裝置的結構示意圖。
[0024]圖2本實用新型的面板的幾種設計圖樣示例，其中不同的條紋形式表示
[0025]不同的顏色。
[0026]圖3本實用新型的盛槽上的面板安裝導軌。
[0027]圖4本實用新型一種實施例下的湍流軌跡圖。
[0028]圖中的標號說明
[0029]I—面板
[0030]2—對照面板
[0031]3—盛槽
[0032]4 一可拼裝散熱板
[0033]5—分段可控加熱裝置
[0034]6—定位導軌[0035]7—支架
[0036]8—面板安裝導軌
[0037]9 一面板安裝定向卡口
【具體實施方式】
[0038]下面結合附圖1一圖4，進一步說明本實用新型是如何實現的。
[0039]實施例1
[0040]如圖1所示，一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，包括提供湍流發生前後圖樣的面板1、盛槽3、可拼裝散熱板4、分段可控加熱裝置5、定位導軌6及成像設備、支架7和面板安裝導軌8，所述盛槽3內部邊沿上側設有滑槽，所述面板安裝導軌8置於盛槽3的滑槽內，所述面板安裝導軌8上開有與面板I的安裝插銷相匹配的定向卡口 9 (如圖3所示)，所述可拼裝散熱板4及對應的熱傳輸介質置於盛槽3中，所述分段可控加熱裝置5圍繞盛槽3底部及周邊對可拼裝散熱板4進行分段可控加熱，所述可控加熱裝置5置於可調整高度的支架7上，所述定位導軌6用於安裝固定成像設備。
[0041]可以加裝與面板I同圖樣的對照面板2，如圖2中的C所示圖樣類型時的情況，此時對照面板2的圖樣宜選用面板I圖樣顏色的互補色以提高成像的對比度。按照要模擬的地形、植被等環境情況，選取已有的(組合成)或製作合適的可拼裝散熱板4，並在盛槽3中填充合適的熱傳輸介質，以更好的模擬仿真環境；選擇並設定好面板I和對照面板2上的圖樣，將成像設備(如高速攝像機)安裝固定於成像裝備的定位導軌6上，調整支架7和成像設備的高度使得面板1、對照面板2及成像設備的中心位於同一條中軸線上，這時啟動成像設備獲取的圖像應該時對照面板2上的圖樣與面板I的圖樣重合併將面板I的圖樣完全遮擋；獲取對照面板2和面板I此時的圖像Ptl (獲取的只有對照面板2上的圖樣)；啟動分段可控加熱裝置5，並分段設定合適的加熱溫度，持續拍攝獲取面板I和對照面板2的圖樣圖像(或視頻)Psrt，此時，因為熱輻射引起的湍流，成像中能夠看到對照面板2的圖樣和面板I圖樣的部分或全部；通過比對分析處理同一特徵目標在Ptl和Psrt中的位置變化，可以獲取其變化軌跡，也能夠反映湍流的動態特點等，為不同行業的研究人員提供直觀和易於分析的數據，同時也能夠進行輔助驗證。
[0042]圖4顯示了一種應用例:圖中上排h對應的是目標點在面板I和對照面板2上的初始(實際)位置，熱輻射引起湍流後，面板I上目標點的觀察相必然會對真實位置漂移，按時間先後依次獲取並記錄h、t2、t3等時刻(此處只示意4個時刻點)面板I上同一目標點(比如以特定顏色標記)在湍流下的成像；最後，利用獲取的圖像記錄合成出目標點在觀察記錄周期內的運動軌跡，即圖4中下排「合成軌跡」。該軌跡反映了湍流發生時氣體運動態，藉此能夠研究湍流的特性，設計或驗證對湍流下成像處理算法等。
[0043]實施例2
[0044]如圖1所示，一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，包括提供湍流發生前後圖樣的面板1、盛槽3、可拼裝散熱板4、分段可控加熱裝置5、定位導軌6及成像設備、支架7和面板安裝導軌8，所述盛槽3內部邊沿上側設有滑槽，所述面板安裝導軌8置於盛槽3的滑槽內，所述面板安裝導軌8上開有與面板I的安裝插銷相匹配的定向卡口 9 (如圖3所示)，所述可拼裝散熱板4及對應的熱傳輸介質置於盛槽3中，所述分段可控加熱裝置5圍繞盛槽3底部及周邊對可拼裝散熱板4進行分段可控加熱，所述可控加熱裝置5置於可調整高度的支架7上，所述定位導軌6用於安裝固定成像設備。
[0045]不加裝對照面板2或加裝透明的有刻度格線的對照面板2。由於成像設備視角限制，當面板I和對照面板2採用如圖2中A或圖2中B類型的圖樣時，成像設備中對照面板2的圖樣不能完全遮擋面板I的圖樣，因而不再具有實施例1中的優點和便利。這時可以不加裝對照面板2，直接由加熱前後的圖像比對來進行數據的分析；進一步的，可以採用透明的印有格線的面板作為對照面板，格線可以採用面板I圖樣顏色的互補色。
【權利要求】
1.一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，包括提供湍流發生前後圖樣的面板（I)、盛槽（3)、可拼裝散熱板（4)、分段可控加熱裝置（5)、定位導軌（6)及成像設備、支架（7)和面板安裝導軌（8)，其特徵在於：所述盛槽（3)內部邊沿上側設有滑槽，所述面板安裝導軌(8)置於盛槽（3)的滑槽內，所述面板安裝導軌（8)上開有與面板（I)的安裝插銷相匹配的定向卡口（9)，所述可拼裝散熱板（4)及對應的熱傳輸介質置於盛槽（3)中，所述分段可控加熱裝置（5 )圍繞盛槽（3 )底部及周邊對可拼裝散熱板（4 )進行分段可控加熱，所述可控加熱裝置（5)置於可調整高度且隔熱的支架（7)上，所述定位導軌（6)用於安裝固定成像設備。
2.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置還裝有對照面板（2)，對照面板（2)與面板（I)大小及圖樣相同，且與面板（I)等高同軸放置，對照面板（2)為透明材料質板，顏色為面板（I)的互補色。
3.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述盛槽（3 )內部邊沿上側設有的滑槽是兩根垂直交叉的滑槽。
4.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述分段可控加熱裝置（5 )採用可編程調控。
5.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述面板（I)選用熱膨脹係數較低的材質。
6.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述支架(7)的面板上設有可鎖定的導軌，使面板（I)在一定範圍內移動。
7.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述可拼裝散熱板（4)選取石質表面、沙粒、泥土、金屬、或混凝土為材質及不同的拼裝方式來模擬不同熱輻射環境。
8.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述定位導軌（6)上設置刻度線，刻度範圍根據成像設備的布設範圍需要進行設置。
9.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述的盛槽（3)的面積不小於50cmX50cm。
10.根據權利要求I所述的一種模擬熱輻射引發的湍流現象的裝置，其特徵在於，所述面板安裝導軌（8)上的卡口（9)為六邊形或其他形狀但可定向的卡口。
【文檔編號】G09B23/00GK203573529SQ201320624310
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年10月10日 優先權日:2013年10月10日
【發明者】劉佳偉 申請人:中國航空工業集團公司上海航空測控技術研究所