粒子图像测速装置

1.本发明涉及电池加热技术领域，具体而言，涉及一种粒子图像测速装置。


背景技术：

2.粒子图像测速技术是一种非接触式光学测速技术，具有测量范围广、对流场干扰小、可以对瞬态速度进行测量等优点，目前已被广泛应用于各类流体现象研究。
3.随着航空航天事业的迅速发展，临近空间飞行器、深空探测等重大课题的开展日益增多，因此需要对真空环境下流体流动的机理和机制进行深入研究。但现阶段粒子图像测速技术主要应用于标准大气环境，无法适用于大型真空环境下的测量。


技术实现要素：

4.本技术提供一种适用于真空环境的粒子图像测速装置，以对真空环境下的流体流速进行测量，便于航空航天事业中真空环境下流体流动的机理和机制进行深入研究。
5.本技术提供了一种粒子图像测速装置，包括：真空舱，具有第一透明窗，所述真空舱用于容纳待测速件；图像采集组件，设于所述真空舱内，用于采集容纳于所述真空舱内的所述待测速件的图像；第一导光臂，设于所述真空舱内；片光发生器，连接于所述第一导光臂的末端；激光器，设于所述真空舱外，所述激光器的执行端朝向所述第一透明窗；其中，所述激光器发出的激光穿过所述第一透明窗后射入所述第一导光臂的初始端，所述第一导光臂用于将所述激光传递至所述片光发生器，所述片光发生器用于将所述激光调制成薄片状以照明容纳于所述真空舱内的所述待测速件。
6.上述技术方案中，将待测速件设置在真空舱内以模拟真空环境下进行粒子测速，本技术技术方案将激光源设置在真空舱外，并在真空舱内设置第一导光臂将激光器的激光束传送至片光发生器，一方面解决激光器不能直接暴露在真空舱内的问题，以保证激光器的正常运行；另一方面在激光器和片光器之间设置第一导光臂，可以在测量时灵活调整片光发生器的位置，以便于对待测速件的不同位置进行多角度、多方位测量，整体粒子图像测速装置模拟真空环境且确保其测速部件的运行不受真空环境的影响，以便于在真空环境下的进行粒子图像测速，分析真空环境对流场流速的影响。
7.在一些实施例中，所述粒子图像测速装置还包括：第一伸缩架，设于所述真空舱内，用于调节所述片光发生器的高度；第一调节云台，设于所述第一伸缩架的伸缩端且连接所述片光发生器，所述第一调节云台用于调节所述片光发生器的角度。
8.上述技术方案中，在真空舱内设置第一伸缩架和第一调节云台，便于灵活调整片光发生器的照射角度，以为待测速件提供多方位、多角度的片光光源。
9.在一些实施例中，所述粒子图像测速装置还包括：第二导光臂，所述第二导光臂的初始端连接于所述激光器，所述第二导光臂的末端朝向所述第一透明窗，所述第二导光臂用于将所述激光器发出的激光导向所述第一透明窗，以使所述激光射入所述第一导光臂的初始端。
10.上述技术方案中，在真空舱外设置第二导光臂，便于通过调整第二导光臂的末端的角度而灵活调整激光器射入真空舱的激光束的角度，进一步提高整体装置的调节的灵活性。
11.在一些实施例中，所述粒子图像测速装置还包括：第二调节云台，设于所述第二导光臂的末端，以调节所述第二导光臂的末端的角度。
12.上述技术方案中，设置第二调节云台以灵活调节第二导光臂的末端的角度，使得真空舱外的激光与舱内的第一导光臂的对接更加便捷，大幅度减小激光穿舱对接难度；且避免第二导光臂受到外部影响，导致激光源振动，造成测量误差，确保激光能够稳定的射出并进入真空舱。
13.在一些实施例中，所述粒子图像测速装置还包括：反射镜组件，设于所述真空舱内且靠近所述第一导光臂的初始端；所述反射镜组件用于将射入所述真空舱内的所述激光反射后进入所述第一导光臂的初始端。
14.上述技术方案中，在真空舱内设置反射镜组件，通过调整反射镜组件的角度即可调整激光器与第一导光臂的光束对接的角度，避免反复调整第一导光臂或激光源，使得调试操作更加便捷。
15.在一些实施例中，所述图像采集组件包括：图像采集件，设于所述真空舱内，用于拍摄容纳于所述真空舱内的所述待测速件的图像；防护罩体，具有第二透明窗，所述图像采集件设于所述防护罩体内，所述图像采集件的执行端穿过所述第二透明窗并与所述待测速件对应；通气管路，所述通气管路的一端密封连通于所述防护罩体，所述通气管路的另一端伸出所述真空舱，所述通气管路用于为所述防护罩体通入空气。
16.上述技术方案中，在真空舱内设置具有第二透明窗的防护罩体，将图像采集件设置在防护罩体内，并通过通气管路连通防护罩体与大气，使得位于真空舱内的防护罩体内形成大气压环境，以确保图像采集件在防护罩体内正常运行而不受真空舱的真空环境影响，对图像采集件的防护性能稳定；而图像采集件对待测速件的图像采集通过第二透明窗进行，整体图像采集组件使用常规的用于粒子图像测速的图像采集件即可满足真空图像采集需求，结构简单便于实现且成本低，实用性强。
17.在一些实施例中，所述防护罩体包括：本体，具有内部腔室和与所述内部腔室连通的开口，所述图像采集件设于所述内部腔室，所述通气管路密封连通所述内部腔室；透明玻璃盖板，盖合于所述开口且与所述本体密封连接。
18.上述技术方案中，采用透明玻璃盖板作为防护罩体的透明窗，确保透明度和支撑强度。
19.在一些实施例中，所述图像采集组件还包括：调节件，用于调节所述图像采集件在所述真空舱内的高度和角度。以便于灵活调整图像采集件的图像采集角度，便于对待测速件进行多角度拍摄取照。
20.在一些实施例中，所述调节件包括：第二伸缩架，固定于所述真空舱内；安装板，设有所述第二伸缩架的伸缩端，所述防护罩体铰接于所述安装板；调节螺杆，螺纹连接于所述安装板，且所述调节螺杆的一端与所述防护罩体转动连接。
21.上述技术方案中，在第二伸缩架上设置安装板，通过在安装板上设置螺栓而带动铰接在安装板上的防护罩体绕铰接点转动，以达到调节图像采集件的角度的目的，结构简
单成本低，实用性强。
22.在一些实施例中，所述第一透明窗为法兰视镜窗。
23.上述技术方案中，在真空舱设置法兰视镜窗而形成第一透明窗，法兰视镜窗在达到透明、便于激光穿过的应用目的的同时，便于与真空舱密封连接，以保护真空舱的气密性。
附图说明
24.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
25.图1为本技术一些实施例提供的粒子图像测速装置的局部剖视图；
26.图2为本技术一些实施例提供的用于支撑待测速件的支撑组件的结构示意图；
27.图3为本技术一些实施例提供的第一导光臂的结构示意图；
28.图4为图3所示的a部放大图；
29.图5为本技术一些实施例提供的第一调节云台的结构示意图；
30.图6为本技术一些实施例提供的激光器与真空舱对接的结构示意图；
31.图7为图6所示的b部放大图；
32.图8为本技术一些实施例提供的反射镜组件的结构示意图；
33.图9为本技术一些实施例提供的图像采集组件的结构示意图。
34.图标：1-真空舱；101-第一透明窗；2-待测速件；3-图像采集组件；301-图像采集件；302-本体；303-通气管路；304-透明玻璃盖板；305-调节件；3051-底架；3052-顶架；3053-安装板；3054-调节螺杆；4-导光臂底座；5-第一导光臂；6-片光发生器；7-激光器；8-第二导光臂；9-第二调节云台；10-安装底板；11-第一伸缩架；12-第一调节云台；1201-承载平台；1202-绕x轴调节件；1203-绕y轴调节件；1204-绕z轴调节件；13-反射镜组件；1301-支撑杆；1302-镜片夹具；1303-反射镜；14-支撑板；15-l型板；16-支撑组件；1601-放置平台；1602-第三伸缩杆；1603-夹持件。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
36.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范
围。
38.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
39.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
40.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
41.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
42.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
43.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
44.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术实施例中的具体含义。
45.粒子图像测速技术(以下简称piv)是一种非接触式光学测速技术，具有测量范围广、对流场干扰小、可以对瞬态速度进行测量等优点，目前已被广泛应用于各类流体现象研究。
46.piv系统通常主要由三部分组成：示踪粒子发生器、光源系统(包括照明流场的多次曝光光源以及片光形成设备等)和图像采集和处理系统(包括ccd相机、图像采集卡以及控制软件等)。piv系统基本工作原理是：预先在流场中撒播一定浓度和大小的且跟随性良好的示踪粒子，用适当的脉冲激光片光源照明需要测量的流场区域，在垂直于片光源的方向上，用图像采集件以采样间隔采集流场中示踪粒子在两幅图像上的位置变化，从而计算出流场内部示踪粒子处的流体质点在采样时刻的瞬时速度。
47.随着航空航天事业的迅速发展，临近空间飞行器、深空探测等重大课题的开展日益复杂先进，因此需要对其所伴随的真空环境下稀薄流体流动的机理和机制进行研究。随着稀薄流相关问题的开展深入，其实验研究往往具有复杂的流场系统，具体体现为大尺度
真空环境与高动态真空度的需求，因此实验需要在大型真空环境内开展。但现阶段粒子图像测速技术主要应用于标准大气环境，对于真空稀薄流体测量研究，目前仅限于有限观测区域的简单应用，无法满足大型真空环境内的多组合灵活测量需求。
48.本技术发明人发现，真空环境下粒子图像测速技术(piv)实现的主要难点为：piv系统在应对不同的测量目的时，一般需要调整片光形成设备(片光器)与图像采集件的位置，以实现相应目标区域的测量。然而，激光源不能直接暴露在真空环境下使用，同时片光器受激光源限制也难以放置于真空容器内。
49.在一些情形中，设置具有观察窗的小型真空容器，真空容器内通入待测流场，在真空容器外部搭建激光器、片光发生器以及图像采集件，片光与图像采集件分别通过观察窗照射流场中的示踪粒子并采集粒子图像，以实现对真空中流场的速度测量。
50.但在大型真空容器实际应用研究中，片光发生器和图像采集装置设置在真空舱外部测量范围仅为观察窗视野覆盖范围，由于观察窗数量以及大小的限制，将有很大一部分空间无法进行测量；同时由于相机拍摄方向必须与片光所在平面必须为垂直关系，片光发生器与图像采集件通过观察窗照射与拍摄的方式测量角度受到极大限制，无法对真空容器的不同角度进行全面覆盖。
51.基于以上考虑，为了解决真空环境下无法进行粒子图像测速的问题，本技术发明人经过研究，设计了一种粒子图像测速装置，在真空舱内设置导光臂，以将真空舱外的激光源发出的激光传导至真空舱内的片光发生器，搭载出可在真空环境下正常运行的粒子图像测速装置，以在真空环境中进行流体测速，便于对流体在真空环境下的流速进行测试研究。
52.将待测速件设置在真空舱内为待测速件模拟真空环境，激光器设置于真空舱外，避免真空环境对激光器的运行的影响，同时在真空舱内设置导光臂，以传导激光器的激光束并灵活调节激光的位置和角度，便于对真空舱内的待测速件进行全方位、多角度照明。且其片光发生器直接设置在真空舱内对应待测速件，相较于激光源全部设置在舱外的方式，便于更精确的调整片光源对待测速件的照明角度。可以理解的是，本技术实施例公开的粒子图像测速装置可以用于粒子图像测试系统，粒子图像测试系统通常包括：示踪粒子发生器、待测试流场、光源系统和图像采集和处理系统，其中示踪粒子发生器是根据测量需求产生一定量的固体颗粒，使其跟随气流进入待测试流场，并跟随待测试流场进行运动，即示踪粒子发生器为待测试流场提供固体粒子，光源系统可以包括激光源和片光发生器，激光器用于发射多束柱状激光束激光，片光源发生器用于将激光束调制成薄片状激光片光，激光片光照亮需要测量的待测试流场区域，在垂直于激光片光的方向上，用图像采集件以采样间隔采集流场中示踪粒子在两幅图像上的位置变化，从而计算出流场内部示踪粒子处的流体质点在采样时刻的瞬时速度。
53.根据本技术的一些实施例，请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的粒子图像测速装置的局部剖视图，本技术提供了一种粒子图像测速装置，粒子图像测速装置包括真空舱1、图像采集组件3、第一导光臂5、片光发生器6及激光器7。真空舱1具有第一透明窗，真空舱1用于容纳待测速件2。图像采集组件3设于真空舱1内，图像采集组件3用于采集容纳于真空舱1内的待测速件2的图像。第一导光臂5设于真空舱1内。片光发生器6连接于第一导光臂5的末端。激光器7设于真空舱1外，激光器7的执行端朝向第一透明窗。其中，激光器7发出的激光穿过第一透明窗后射入第一导光臂5的初始端，第一导光臂5用于将激光传递至片光
发生器6，片光发生器6用于将激光调制成薄片状以照明容纳于真空舱1内的待测速件2。
54.可以理解的是，真空舱1可以通过真空泵保持真空舱1内的真空环境，即在真空舱1连接有真空泵。
55.第一透明窗101是指可以透光的窗，达到使激光器7的激光穿过而射入真空舱1内的目的即可。
56.图像采集组件3是指可以在真空舱1内正常进行图像拍摄的组件。
57.待测速件2为带测速流场的载体，通常为透明的管状，透明的管状的带测速件内通入携带固体粒子的带测速流场。
58.可选地，如图1和图2所示，可在真空舱1内设置支撑组件16，支撑组件16可以包括第三伸缩杆1602，第三伸缩杆1602的顶端安装放置平台1601，放置平台1601上设置夹持件1603，测速时，待测速件2通过夹持件1603固定在放置平台1601上，支撑组件16的设置便于固定待测速件2且便于调节待测速件2的高度。
59.第一导光臂5为能够传导光线的光学器件，第一导光臂5用于传导激光，第一导光臂5可以采用多关节激光导光臂，多关节激光导光臂由多段相互分离的导光筒通过导光臂旋转关节实现旋转连接，旋转关节中内置有激光反射镜用于改变激光传输方向，使激光沿轴线方向传输到下一段导光筒中，导光臂根据实际使用空间大小及行程需求选用合适规格的成熟导光臂即可。
60.可选地，第一导光臂5可以使用7关节导光臂，便于在真空舱1内多角度大范围的调整片光发生器6的位置和方向。
61.可选地，请继续参照图1，可在真空舱1内设置安装底板10，安装板3053可选用光学面包板，安装板3053上安装导光臂底座4，第一导光臂5的初始端安装在导光臂底座4上，导光臂底座4可以选择可调节高度的底座，以便于调节第一导光臂5的初始端的高度。
62.片光发生器6可以直接连接于第一导光臂5的末端，第一导光臂5内的激光由片光发生器6射出而形成稳定的片光源。
63.本技术将待测速件2设置在真空舱1内以模拟真空环境下进行粒子测速，将激光源设置在真空舱1外，并在真空舱1内设置第一导光臂5将激光器7的激光束传送至片光发生器6，一方面解决激光器7不能直接暴露在真空舱1内的问题，以保证激光器7的正常运行；另一方面在激光器7和片光器之间设置第一导光臂5，可以在测量时灵活调整片光发生器6的位置，以便于对带测速件进行充分、多角度测量；整体粒子图像测速装置模拟真空环境且确保其测速部件的运行不受真空环境的影响，以实现真空环境下的粒子图像测速研究。
64.在一些实施例中，粒子图像测速装置还包括：第一伸缩架11，设于真空舱1内，用于调节片光发生器6的高度；第一调节云台12，设于第一伸缩架11的伸缩端且连接片光发生器6，第一调节云台12用于调节片光发生器6的角度。
65.可选地，如图3和图4所示，在第一伸缩件的顶端安装第一调节云台12，第一导光臂5的末端连接于第一调节云台12，片光发生器6安装于第一导光臂5的末端。
66.其中，第一调节云台12可根据尺寸需求选择合适规格的现有技术的三维云台即可，第一调节云台12可以使用手动调节云台，满足x轴、y轴、z轴方向的调节作用即可。
67.可选地，第一调节云台12可以采用手动调节的齿轮云台，常规齿轮云台的结构如图5所示，包括承载平台1201、绕x轴调节件1202、绕y轴调节件1203和绕z轴调节件1204，承
载平台1201用于连接第二导光臂8，通过三个旋钮分别调节承载平台1201绕x轴、y轴和z轴的旋转角度，从而使承载平台1201的角度可灵活调整，使用手动调节的齿轮平台，可有效避免真空环境对第二调节云台9的运行稳定性的影响。
68.在真空舱1内设置第一伸缩架11和第一调节云台12，便于灵活调整片光发生器6的照射角度，以为待测速件2提供多方位、多角度的片光光源。
69.在一些实施例中，请参照图1和图6，粒子图像测速装置还包括：第二导光臂8，第二导光臂8的初始端连接于激光器7，第二导光臂8的末端朝向第一透明窗，第二导光臂8用于将激光器7发出的激光导向第一透明窗，以使激光射入第一导光臂5的初始端。
70.同样的，第二导光臂8根据实际使用空间大小及行程需求选用合适规格的成熟导光臂即可，可选地，第二导光臂8可以使用7关节导光臂，便于灵活调整激光器7的光源对准第一透明窗101的角度。
71.安装时，第二导光臂8的初始端对接激光器7，第二导光臂8的末端靠近第一透明窗101以对准第一透明窗101，可以通过调整第二导光臂8的姿态以及第二导光臂8的末端的旋转角度而调节激光射入真空舱1的角度。其中，导光臂的初始端指沿光束在导光臂内的传输方向的进光端，导光臂的末端指光束射出端。
72.在真空舱1外设置第二导光臂8，便于通过调整第二导光臂8的末端的角度而灵活调整激光器7射入真空舱1的激光束的角度，进一步提高整体装置的调节的灵活性；同时，避免挪动激光器7的本体302，以有效保证激光器7射出光源的稳定性。
73.在一些实施例中，请参照图6和图7，粒子图像测速装置还包括：第二调节云台9，设于第二导光臂8的末端，以调节第二导光臂8的末端的角度。
74.第二调节云台9可以使用常规的电动三维云台或手动三维云台，第二调节云台9根据尺寸需求选择合适规格的现有技术的三维云台即可。
75.可选地，如图7所示，第二调节云台9可以安装在l型板15上，l型板15的一端可以通过螺栓、卡钳或其他紧固件固定于真空舱1上位于第一透明窗101的旁侧位置，第二调节云台9安装在l型板15的另一端板面上。可在第二调节云台9上设置支撑板14，第二导光臂8的末端连接于支撑板14上。
76.可选地，可在l型板15上设置条形卡槽，第二调节云台9卡入条形卡槽中，以调节第二调节云台9与第一透明窗101之间的距离，使得第二导光臂8的末端与第一透明窗101之间的距离可调。
77.设置第二调节云台9以灵活调节第二导光臂8的末端的角度，使得真空舱1外的激光与舱内的第一导光臂5的对接更加便捷，大幅度减小激光穿舱对接难度；且避免第二导光臂8受到外部影响，导致激光源振动，造成测量误差，确保激光能够稳定的射出并进入真空舱1。
78.在一些实施例中，请再次参照图1，并进一步参照图8，粒子图像测速装置还包括：反射镜组件13，设于真空舱1内且靠近第一导光臂5的初始端；反射镜组件13用于将射入真空舱1内的激光反射后进入第一导光臂5的初始端。
79.如图8所示，反射镜组件13可以包括支撑杆1301，支撑杆1301上安装镜片夹具1302，镜片夹具1302上安装反射镜1303，支撑杆1301便于调节镜片夹具1302的位置。
80.反射镜组件13设置在真空舱1内，位于第一透明窗101和第一导光臂5的初始端之
间，用于将透过第一透明窗101的激光反射后导入第一导光臂5。
81.在真空舱1内设置反射镜组件13，通过调整反射镜1303组件的角度即可调整激光器7与第一导光臂5的光束对接的角度，避免反复调整第一导光臂5或激光源，使得调试操作更加便捷；并且，有效降低激光器7与第一导光臂5的对接精度要求，使得第一导光臂5在真空舱1内的位置可以灵活调整。
82.其中，支撑杆1301可以与第一导光臂5的初始端安装在同一个光学面包板上。
83.在一些实施例中，请参照图9，图像采集组件3包括：图像采集件301，设于真空舱1内，用于拍摄容纳于真空舱1内的待测速件2的图像；防护罩体，具有第二透明窗，图像采集件301设于防护罩体内，图像采集件301的执行端透过第二透明窗与待测速件2对应；通气管路303，通气管路303的一端密封连通于防护罩体，通气管路303的另一端伸出真空舱1，通气管路303用于为防护罩体通入空气。
84.通气管路303使得防护罩体的内部与大气环境连通，所以，图像采集件301可以选用常规的摄像机构，比如现在工业上常用的ccd相机或其他常规的摄像件，图像采集件301的线体可以穿过通气管路303连接至真空舱1外的控制器。
85.第二透明窗指不阻挡图像采集件301采集位于防护罩体外部的带测速件的图像的透明窗。
86.可以理解的是，防护罩体相对于真空舱1内是密封的，防护罩体内的大气无法经过防护罩体进入真空舱1内，防护罩体的作用在于隔绝真空环境对图像采集件301的影响，使图像采集件301位于真空舱1内但暴露于大气压环境。
87.在真空舱1内设置具有第二透明窗的防护罩体，将图像采集件301设置在防护罩体内，并通过通气管路303连通防护罩体与大气，使得位于真空舱1内的防护罩体内形成大气压环境，以确保图像采集件301在防护罩体内正常运行，而图像采集件301对待测速件2的图像采集通过第二透明窗进行，整体真空图像采集装置结构简单便于实现，对图像采集件301的防护性能稳定，实用性强。
88.在一些实施例中，防护罩体包括：本体302，具有内部腔室和与内部腔室连通的开口，图像采集件301设于内部腔室，通气管路303密封连通内部腔室；透明玻璃盖板304，盖合于开口且与本体302密封连接。
89.其中，透明玻璃盖板304的材质可以使用石英玻璃，石英玻璃硬度大可达莫氏七级，具有耐高温、膨胀系数低、耐热震性、化学稳定性和电绝缘性能良好、透光性强的优点，以保证成像质量。
90.可选地，可采用玻璃法兰，玻璃法兰的中心玻璃直接形成第二透明窗，玻璃法兰密封连接在本体302上即可，便于安装且确保了本体302的密封性。
91.可选地，图像采集件301为ccd相机。可以理解的是，ccd相机连接有控制系统，ccd相机所需线缆置于通气管路303中，与舱外电源和控制器接通。ccd相机技术成熟性能稳定，应用于粒子图像测速的图像采集件301可有效保证整体粒子图像测速装置的性能稳定。
92.在一些实施例中，请继续参照图9，图像采集组件3还包括：调节件305，用于调节图像采集件301在真空舱1内的高度和角度。以便于灵活调整图像采集件301的图像采集角度，便于对待测速件2进行多角度拍摄取照。
93.可选地，调节件305包括：第二伸缩架，固定于真空舱1内；安装板3053，设于第二伸
缩架的伸缩端，防护罩体铰接于安装板3053；调节螺杆3054，螺纹连接于安装板3053，且调节螺杆3054的一端与防护罩体转动连接。
94.如图9所示，第二伸缩架包括底架3051和顶架3052，通过调节第一伸缩架11的高度而调节防护罩体的高度。底架3051和顶架3052可相对旋转，以调节防护罩体的水平旋转角度。
95.顶架3052上安装安装板3053，防护罩体靠近第二透明窗的一端的底部铰接于安装板3053，安装板3053上位于防护罩体远离第二透明窗的一端的下方螺纹连接有调节螺杆3054，调节螺杆3054竖直设置，调节螺杆3054的顶部与防护罩体远离第二透明窗的一端的底部转动连接，通过旋转调节螺杆3054，即可调节防护罩体远离第二透明窗的一端相对于防护罩体靠近第二透明窗的一端的高度，达到调节第二透明窗在竖直面内的角度调节的目的。
96.整体调节组件结构简单成本低，便于调试、实用性强。
97.在一些实施例中，第一透明窗101为法兰视镜窗。
98.法兰视镜窗的中心玻璃透明，法兰视镜窗与真空舱1密封，便于安装且确保了真空舱1的密封性，同时，法兰视镜窗达到透明、便于激光穿过的应用目的。
99.本技术的粒子图像测速系统测速时，通过置于真空舱1外的粒子发生器对待测速件2内通入携带固体粒子的流场，真空舱1通过真空泵形成真空环境，位于真空舱1外的激光器7发出激光束，激光束经过第二导光臂8、穿过第一透明窗101而进入真空舱1，反射镜1303组件将进入真空舱1的激光导入第一导光臂5并最终由片光发生器6射出形成片光源，片光源照亮待测速件2，图像采集件301透过第二透明窗间隔获取待测速件2的图像以获取流场中示踪粒子在两幅图像上的位置变化，位于真空舱1外的控制器计算出流场内部示踪粒子处的流体质点在采样时刻的瞬时速度即可。
100.需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例中的特征可以相互结合。
101.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。