专利名称：软性磨粒流图像采集装置的制作方法
技术领域：
软性磨粒流图像采集装置技术领域[0001]本实用新型涉及软性磨粒流精密加工领域，尤其是一种软性磨粒流图像采集装置。
背景技术：
[0002]近年来，随着我国模具行业的迅猛发展，其应用范围已经涉及机械、轻工、电子、建材等多个行业。模具的传统机械加工方法大多采用数控铣或电火花加工方法进行粗加工或半精加工，但加工后仍存在加工痕迹，因此光整加工成为必不可少的重要工艺。液-固两相软性磨粒流可以在被加工工件的结构化表面形成湍流流动，它不是通过射流的形式强力冲击被加工表面，而是利用磨粒的微力微量切削的频繁作用实现表面的逐步光整，并配以约束模块，在加工工件表面形成磨粒流道，驱动磨粒对壁面的粗糙处进行切削，湍流流场中的磨粒运动的随机性实现了表面纹理无序化，直至实现结构化表面的无工具化精密加工。[0003]软性磨粒流是一种具有弱粘性的液固两相流，在加工过程中，两相流在泵的驱动下进入约束流道，在流道内形成两相湍流，利用磨粒群的微力微量切削频繁作用于工件表面而实现逐步光整。因此的磨粒群的运动变化规律一直是研究的重点与难点，这对于实现湍流调控而言是必须克服的技术瓶颈。目前，这项技术的理论研究有了尚处在起步阶段。在实验测试方面，出现一种两相流粒子图像测速技术，以实现对多相流中流、固两相的同时测量。该技术通过在两相流场中散布能跟踪不同相流体流动的示踪粒子，用激光光源照射所测流场区域，通过在同一底片上连续曝光或在不同底片上曝光，从而获得记录示踪粒子移动的底片，最后利用多种特定的图像处理方法获得两相流场的速度分布。但是，软性磨粒流湍流流场具有结构拓扑变换特性，所得到的湍流图像单个示踪粒子无规律可循，因此需对示踪粒子分布较密集的磨粒群进行提取，分析其运动变化规律，现有的流场测试方法很难解决这一难题，更加无法快速准确地对软性磨粒流磨粒群分布情况进行实时检测与分析。发明内容[0004]为了克服已有软性磨粒流检测技术的无法获得磨粒群的运动变化图像、快速性较差、准确性较差的不足，本实用新型提供一种有效获得磨粒群的运动变化图像、快速性和准确性良好的软性磨粒流图像采集装置。[0005]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:[0006]一种软性磨粒流图像采集装置，包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CXD摄像机、图像采集卡和控制及图像处理计算机，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源与所述高速CCD光源之间为用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍摄背景一侧涂成黑色不透光材料，所述高速CCD摄像机的光轴和片光源产生的光平面相垂直，所述高速CCD摄像机与图像采集卡连接，所述图像采集卡与所述控制及图像处理计算机连接。[0007]本实用新型的有益效果主要表现在:有效获得磨粒群的运动变化图像、快速性和准确性良好。


[0008]图1是软性磨粒流图像采集装置的示意图。
具体实施方式
[0009]
以下结合附图对本实用新型作进一步描述。[0010]参照图1，一种软性磨粒流图像采集装置，包括氦氖激光器1、片光源2、被加工流道3、高速CXD摄像机4、图像采集卡5、控制及图像处理计算机6，所述氦氖激光器I的出射方向布置所述片光源2，所述片光源2与所述高速CCD光源4之间为用于放置被加工流道3的加工工位，所述被加工流道3呈透明，且透明拍摄背景一侧涂成黑色不透光材料，所述高速CCD摄像机4的光轴和片光源产生的光平面相垂直，所述高速CCD摄像机4与图像采集卡5连接，所述图像采集卡5与所述控制及图像处理计算机6连接。[0011]所述示踪粒子应具备两个基本要求:第一，粒子跟随流体的流动性好；第二，粒子是良好的散射体，其成像可见性好。[0012]所述高速CXD摄像机的光轴和片光源产生的光平面相垂直，并且被加工流道为透明拍摄背景一侧涂成黑色不透光材料，保证拍摄质量。[0013]在两相流场中散布合适大小和浓度的示踪粒子用于跟踪连续相流体的运动，示踪粒子在流场中分布均匀，能准确跟随流体的流动，且不改变流场特性。氦氖激光器I发出连续激光束经过片光源2形成一个扇形光片竖直向下入射到被加工流道3的上表面，流场中的示踪粒子和磨粒被激光打亮，高速CCD摄像机4拍摄流道内两相流场相变过程及其运动变化情况，通过图像采集卡5传输到图像处理计算机6进行后续的图像处理过程。[0014]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围的不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。
权利要求1.一种软性磨粒流图像采集装置，其特征在于:包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CCD摄像机、图像采集卡和控制及图像处理计算机，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源与所述高速CCD光源之间为用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍摄背景一侧涂成黑色不透光材料，所述高速CXD摄像机的光轴和片光源产生的光平面相垂直，所述高速CCD摄像机与图像采集卡连接，所述图像采集卡与所述控制及图像处理计算机连接。
专利摘要一种软性磨粒流图像采集装置，包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CCD摄像机、图像采集卡和控制及图像处理计算机，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源与所述高速CCD光源之间为用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍摄背景一侧涂成黑色不透光材料，所述高速CCD摄像机的光轴和片光源产生的光平面相垂直，所述高速CCD摄像机与图像采集卡连接，所述图像采集卡与所述控制及图像处理计算机连接。本实用新型提供一种有效获得磨粒群的运动变化图像、快速性和准确性良好的软性磨粒流图像采集装置。
文档编号G01P5/20GK202975043SQ20122061078
公开日2013年6月5日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者计时鸣, 张微, 谭大鹏, 周龙兵, 王嘉琦, 李宜燃 申请人:浙江工业大学