O tetrômetro focalizado é um dispositivo de medição óptica baseado no princípio da refração da luz para visualizar mudanças de gradiente de densidade em meios transparentes (como fluxo de gás, convexão térmica, etc.). Sua instalação requer uma combinação de estabilidade mecânica, rectidão óptica e segurança elétrica, abaixo está o processo detalhado de instalação em etapas:
Preparação prévia e inspeção do equipamento
Lista de ferramentas e materiais
- Ferramentas universais: chaves, corta-parafusos, barras horizontais, indicadores a laser (ou alvo de fio cruzado), barras, luvas, panos à prova de poeira.
- Acessórios especiais: suporte ajustável, espelho reflexivo, conjunto de lentes de foco, componentes de ponta, fonte de luz (LED / laser), cabo de alimentação, sistema de captura de dados (câmera CCD ou sensor fotoelétrico).
- Equipamento auxiliar: computador (software de controle pré-instalado), cabo de aterragem, cortina de sombra.
2. Inspeção do equipamento
Verifique se todos os componentes ópticos (por exemplo, espelhos reflexivos, lentes, bocas de faca) estão limpos e sem arranhões e, se necessário, use papel da lente.
Verifique o brilho e a uniformidade da fonte de luz para garantir que não há piscar ou áreas escuras.
- Verifique a integridade das peças mecânicas (por exemplo, suportes, guias) e os perfuros de rosca devem corresponder.
II. Montagem de estruturas mecânicas
Construção da plataforma e ajuste horizontal
- Coloque a plataforma de suporte principal em uma mesa estável ou mesa de experimento, ajustando-a para o estado horizontal (erro < 0,5 °) usando uma barra horizontal.
- Fixe o módulo de fonte de luz em uma extremidade da plataforma para garantir que a extremidade emissora da fonte de luz seja vertical ao eixo óptico (pode ser ajustado por meio do indicador laser).
2. Instalação do pilar óptico
- De acordo com o desenho do layout do pilar, a distância deve atender aos requisitos de comprimento do caminho óptico (distância típica do sistema de texturação é de 0,5-2 metros).
- Instalar o espelho reflexivo com suporte ajustável (inclinação de 45°) para garantir que o centro do espelho coincida com o eixo óptico.
3. Posicionamento de componentes-chave
- Componente da ponta da ferramenta: colocado atrás do último espelho reflexivo, a orientação da ponta da ferramenta deve ser vertical ao eixo óptico e o movimento preciso da posição da ponta é possível através de parafusos de ajuste fino (para ajustar a sensibilidade).
- Conjunto de lentes focais: instalado em 10-20 cm na frente da abertura da ferramenta, a distância focal da lente deve corresponder ao tamanho do campo de medição (por exemplo, lentes de 50 mm são adequadas para fluxos de pequena escala).
- Tela de imagem / câmera: localizado no plano focal da lente para garantir que o alvo CCD é vertical ao eixo óptico.
III. Alineação e depuração do caminho óptico
1. Caminho de luz grossa
- Ligue a fonte de luz para ver se a luz passa por vários centros do espelho. Em caso de desvio, é necessário ajustar o ângulo de inclinação e o ângulo horizontal do espelho.
- Coloque o alvo da malha (ou tela branca) na frente da ponta da faca para verificar inicialmente se a forma da mancha é simétrica.
2. Precisão
- Ajuste do espelho: através de um feixe de laser ou um alvo de fio cruzado, ajustar o espelho um por um para que a luz de entrada e a luz refletida coincidam estritamente (verificação usando o método de reflexão de ida e volta).
- Calibração coaxial da lente: mover a posição dianteira e traseira da tela de imagem até que a mancha seja clara e sem efeito de halo, bloqueando o suporte da lente.
Alinhamento da boca da faca: Ajuste a boca da faca até o centro da mancha para observar se as linhas de divisão claras e escuras na tela de imagem são nítidas.
3. Verificação focada
Coloque a amostra de teste (por exemplo, a camada de ar acima da placa aquecida) e ajuste o espaço entre a lente e a abertura da faca até que uma faixa clara de refração do campo de fluxo seja observada.
- Se as faixas são borrosas, pode ajustar a distância focal da lente ou a inclinação da abertura da ferramenta (geralmente o ângulo de apertura da abertura da ferramenta e do eixo óptico ≤ 5 °).
Configuração elétrica e de software
1. Conexão de linha
- A fonte de luz acessa a fonte de alimentação de tensão regulada, o cabo de aterragem é conectado de forma confiável para evitar interferências eletromagnéticas.
- Conecte a câmera ao computador via USB ou cabo de rede e instale o software de driver (como Image-Pro Plus, NI LabVIEW).
2. Configuração de parâmetros
- Ajuste da fonte de luz: Ajuste o brilho para o valor apropriado (para evitar a sobreexposição), a fonte de luz laser deve ser iluminada uniformemente com o espelho de expansão.
Parâmetros da câmera: definir o tempo de exposição (típico 10-100 ms), a resolução (≥1024 x 1024 pixels) e o modo de disparo (quadro contínuo / único).
- Controle da ponta: se for uma ponta elétrica, a velocidade de movimento da ponta deve ser definida no software (geralmente 0,1-1 mm / s).
Calibração e teste do sistema
1. Critérios de referência
Remover a amostra e tirar uma imagem de fundo com um meio uniforme (como ar estacionário) como referência.
Ajuste a posição da ponta da faca para que o erro de uniformidade do brilho de fundo seja < 5%.
2. Verificação funcional
- Teste dinâmico: introdução de fontes de perturbação (por exemplo, sopro, placa de aquecimento) para observar se a deformação da faixa atende às expectativas físicas (por exemplo, aumento do ar quente que faz com que a faixa se curve para cima).
- Teste de resolução: avaliar a resolução espacial do sistema usando uma placa de interferência padrão ou alvo de resolução (geralmente 10-20 pares de linhas / mm).
3. Registro de dados
- Salvar imagens em condições de trabalho típicas (por exemplo, em formato .bmp ou .tif), marcando as condições experimentais (temperatura ambiente, intensidade da fonte de luz, etc.).
- Análise do deslocamento de raias por meio de software, conversão da distribuição do campo de densidade (combinação de fórmulas de calibração necessária).