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利用单台彩色 CCD 相机实现流场的纹影-阴影同时可视化及温度测量

Simultaneous Schlieren-Shadowgraph Visualization and Temperature Measurement Fields of Fluid Flow Using One Color CCD Camera.

机构信息

Departamento de Ingeniería Robótica, Universidad Politécnica del Bicentenario, Carr. Silao-Romita Km 2, San Juan de los Duran, Silao 36283, Guanajuato, Mexico.

Centro de Investigaciones en Óptica A.C., Loma del Bosque 115, Lomas del Campestre, León 37150, Guanajuato, Mexico.

出版信息

Sensors (Basel). 2022 Dec 6;22(23):9529. doi: 10.3390/s22239529.

DOI:10.3390/s22239529
PMID:36502235
原文链接:https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9736925/
Abstract

Visualizing two variables in the fluid flow requires a complex optical system to fulfill such a purpose. Furthermore, in these applications, measuring the temperature fields of the fluid is sometimes necessary. In this work, we use a color digital camera to record in one snapshot shadowgraph and two direction sensitivity Schlieren images. Furthermore, the Schlieren images obtained are used to measure temperature fields. The optical system, as main components, employs an Light Emitting Diode (LED), two knife edges represented by shortpass and longpass ultra-thin filters, and a color digital camera. The results of this study show that shadowgraph images are contaminated with the crosstalk effect, and correction against it was applied. On the other hand, the reached resolution of the optical system to measure temperature values is approximately one degree.

摘要

要在流场中可视化两个变量,需要一个复杂的光学系统来实现此目的。此外,在这些应用中,有时需要测量流体的温度场。在这项工作中,我们使用彩色数码相机在一个快照中记录阴影图和两个方向灵敏度纹影图像。此外,所获得的纹影图像用于测量温度场。光学系统的主要组件包括发光二极管 (LED)、两个由短通和长通超薄片滤光片表示的刀刃以及一个彩色数码相机。这项研究的结果表明,阴影图像受到串扰效应的污染,并对其进行了校正。另一方面,光学系统测量温度值的分辨率约为一度。

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