叶轮机内流光学测量用三维标定板的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于三维标定技术，具体涉及一种用于叶轮机内流三维光学测量的标定板。所述三维标定板的标定面上设置有平行间隔排列的凹槽和凸槽，且凹槽和凸槽的宽度相同，所有凹槽的底部均在同一平面上，所有凸槽的顶部在同一平面上，且凹槽和凸槽上设置有均匀排列的标定点。本实用新型三维标定板操作简便，易于实现，不用对叶轮机结构作任何改动，且标定时的状态即是测量时的状态，没有引入任何位置误差，精度较高。另外，所有部件均可自行设计、加工容易，完全实现了国产化，研发、使用成本低，填补了国内叶轮机内流测量用三维标定板的空白，具有较大的经济效益和工程价值。
【专利说明】叶轮机内流光学测量用三维标定板
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于三维标定技术，具体涉及一种用于叶轮机内流光学测量的三维标 定板。
【背景技术】
[0002] 三维参数标定对叶轮机内流光学测量精度的提高至关重要，有了精确的标定方 法，才能得到精确的三维测量结果，由于叶轮机械转子叶片通道狭小，及弧面窗口的存在， 叶轮机三维流场测试时三维标定不易实现。
[0003] 国外曾有将转子叶片拆除一片或几片，将标定板放入叶片通道内进行标定的方法 记载，但这种方法只能用于科学研究，对工程应用考核的叶轮机械试验是不可行的。
[0004] 国内通常将直尺或坐标纸固定在叶轮机内测量截面进行二维标定，这种方法较简 陋，对于中间有弧面玻璃需进行视场校正的叶轮机内流PIV测量精度不高，且只能进行二 维标定。 实用新型内容
[0005] 本实用新型的目的是：提供一种易于实现且能够有效提高叶轮机内流光学测量精 度的二维标定板。
[0006] 本实用新型的技术方案是：叶轮机内流光学测量用三维标定板，其标定面上设置 有平行间隔排列的凹槽和凸槽，且凹槽和凸槽的宽度相同，所有凹槽的底部均在同一平面 上，所有凸槽的顶部在同一平面上，且凹槽和凸槽上设置有均匀排列的标定点。
[0007] 凹槽深度在0? 8至I. 2mm之间。
[0008] 凹槽和凸槽的宽度在2至2. 5mm之间。
[0009] 标定点为圆点，其直径在0? 8至1 ? 2mm之间。
[0010] 同一平面上相邻标定点之间的圆心距在4至5mm之间。
[0011] 所述的三维标定板外形与叶轮机叶片流道形状相匹配。
[0012] 本实用新型的有益效果是：本实用新型三维标定板操作简便，易于实现，不用对叶 轮机结构作任何改动，且标定时的状态即是测量时的状态，没有引入任何位置误差，精度较 高。另外，所有部件均可自行设计、加工容易，完全实现了国产化，研发、使用成本低，填补了 国内叶轮机内流光学测量用三维标定板的空白，具有较大的经济效益和工程价值。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是本实用新型三维标定板的结构示意图；
[0014] 图2是图1的A-A剖视图；
[0015] 图3是本实用新型三维标定板的安装状态主视图；
[0016] 图4是三维标定板安装状态俯视图，
[0017] 其中，1-螺钉、2-平垫圈、3-平板一、4-平板二、5-支杆一、6-支杆二、7-标定板。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本实用新型进行详细说明：
[0019] 请同时参阅图1和图2,其中，图1是本实用新型二维标定板的结构不意图，图2是 图1的A-A剖视图。本实用新型三维标定板外形与叶轮机叶叶片流道形状相匹配，实际标 定时，可以装在叶轮机机械叶片通道内。所述三维标定板具有一标定面，该标定面上设置有 平行间隔排列的凹槽和凸槽，且凹槽和凸槽的宽度相同，所有凹槽的底部均在同一平面上， 所有凸槽的顶部在同一平面上，且凹槽和凸槽上设置有均匀排列的标定点。
[0020] 其中，凹槽深度在0.8至1.2mm之间。凹槽和凸槽的宽度在2至2. 5mm之间。标 定点为圆点，其直径在〇. 8至I. 2mm之间。同一平面上相邻标定点之间的圆心距在4至5mm 之间。
[0021] 请参阅图3和图4,其是本实用新型三维标定板的安装状态。其中，支杆一5是一根 Cp 8的钢管，通过叶轮机械机匣上的安装孔伸入流道，标定板通过螺钉连接到支杆二6上， 支杆二6可根据实际测量要求设计其长度，支杆一 5与支杆二6通过焊接到支杆一 5上的 平板一 3和焊接到支杆二6上的平板二4以及两颗螺钉连接起来，螺钉的安装从试验件进 口手动进行，完成安装工作后，将通过标定板位移机构安装座固定在机匣上的小型位移机 构与支杆一 5相连，通过调节小型位移机构，可将三维标定板精确调节至测量截面。
[0022] 安装完成后，安装好机匣视窗，打开PIV或其它光学测试系统，按实际尺寸配置好 三维标定板参数（标定点尺寸、标定点间距、标定面间距），利用光学系统的CCD相机拍照捕 捉标定板上的标定点，利用适当的标定函数，得出实际尺寸与CCD相机像素的对应关系，用 于最终测量数据分析。
[0023] 本实用新型解决叶轮机械转子叶片内流SPIV测量中狭小封闭叶片通道空间内三 维参数标定关键技术中三维标定不易实现且误差较大的问题。操作简便，且不用对叶轮机 械结构作任何改动，只需在机匣上开孔并设计安装小型位移机构的安装座即可精确地实现 叶轮机械叶片通道内欲测量截面的二维及三维参数标定，修正由于叶轮机械机匣弧面玻璃 视窗引起的视场扭曲，标定时的状态即是测量时的状态，没有引入任何位置误差，这是传统 的标定方法做不到的。此发明还可用于叶轮机械其它光学图像测试（比如：压力敏感涂料 测试技术PSP)中的三维标定。
【权利要求】
1. 叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，其标定面上设置有平行间隔排列 的凹槽和凸槽，且凹槽和凸槽的宽度相同，所有凹槽的底部均在同一平面上，所有凸槽的顶 部在同一平面上，且凹槽和凸槽上设置有均匀排列的标定点。
2. 根据权利要求1所述的叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，凹槽深度 在0· 8至1. 2謹之间。
3. 根据权利要求2所述的叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，凹槽和凸 槽的宽度在2至2. 5mm之间。
4. 根据权利要求3所述的叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，标定点为 圆点，其直径在0.8至1.2_之间。
5. 根据权利要求4所述的叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，同一平面 上相邻标定点之间的圆心距在4至5mm之间。
6. 根据权利要求5所述的叶轮机内流光学测量用三维标定板，其特征在于，外形与叶 轮机叶片流道形状相匹配。
【文档编号】G01M10/00GK204043887SQ201420413709
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年7月25日 优先权日:2014年7月25日
【发明者】万钎君, 刘先富, 向宏辉 申请人:中国燃气涡轮研究院