專利名稱：軟性磨粒流圖像采集裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
軟性磨粒流圖像采集裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實(shí)用新型涉及軟性磨粒流精密加工領(lǐng)域，尤其是一種軟性磨粒流圖像采集裝置。
背景技術(shù)：
[0002]近年來(lái)，隨著我國(guó)模具行業(yè)的迅猛發(fā)展，其應(yīng)用范圍已經(jīng)涉及機(jī)械、輕工、電子、建材等多個(gè)行業(yè)。模具的傳統(tǒng)機(jī)械加工方法大多采用數(shù)控銑或電火花加工方法進(jìn)行粗加工或半精加工，但加工后仍存在加工痕跡，因此光整加工成為必不可少的重要工藝。液-固兩相軟性磨粒流可以在被加工工件的結(jié)構(gòu)化表面形成湍流流動(dòng)，它不是通過(guò)射流的形式強(qiáng)力沖擊被加工表面，而是利用磨粒的微力微量切削的頻繁作用實(shí)現(xiàn)表面的逐步光整，并配以約束模塊，在加工工件表面形成磨粒流道，驅(qū)動(dòng)磨粒對(duì)壁面的粗糙處進(jìn)行切削，湍流流場(chǎng)中的磨粒運(yùn)動(dòng)的隨機(jī)性實(shí)現(xiàn)了表面紋理無(wú)序化，直至實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)化表面的無(wú)工具化精密加工。[0003]軟性磨粒流是一種具有弱粘性的液固兩相流，在加工過(guò)程中，兩相流在泵的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)入約束流道，在流道內(nèi)形成兩相湍流，利用磨粒群的微力微量切削頻繁作用于工件表面而實(shí)現(xiàn)逐步光整。因此的磨粒群的運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律一直是研究的重點(diǎn)與難點(diǎn)，這對(duì)于實(shí)現(xiàn)湍流調(diào)控而言是必須克服的技術(shù)瓶頸。目前，這項(xiàng)技術(shù)的理論研究有了尚處在起步階段。在實(shí)驗(yàn)測(cè)試方面，出現(xiàn)一種兩相流粒子圖像測(cè)速技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)多相流中流、固兩相的同時(shí)測(cè)量。該技術(shù)通過(guò)在兩相流場(chǎng)中散布能跟蹤不同相流體流動(dòng)的示蹤粒子，用激光光源照射所測(cè)流場(chǎng)區(qū)域，通過(guò)在同一底片上連續(xù)曝光或在不同底片上曝光，從而獲得記錄示蹤粒子移動(dòng)的底片，最后利用多種特定的圖像處理方法獲得兩相流場(chǎng)的速度分布。但是，軟性磨粒流湍流流場(chǎng)具有結(jié)構(gòu)拓?fù)渥儞Q特性，所得到的湍流圖像單個(gè)示蹤粒子無(wú)規(guī)律可循，因此需對(duì)示蹤粒子分布較密集的磨粒群進(jìn)行提取，分析其運(yùn)動(dòng)變化規(guī)律，現(xiàn)有的流場(chǎng)測(cè)試方法很難解決這一難題，更加無(wú)法快速準(zhǔn)確地對(duì)軟性磨粒流磨粒群分布情況進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與分析。發(fā)明內(nèi)容[0004]為了克服已有軟性磨粒流檢測(cè)技術(shù)的無(wú)法獲得磨粒群的運(yùn)動(dòng)變化圖像、快速性較差、準(zhǔn)確性較差的不足，本實(shí)用新型提供一種有效獲得磨粒群的運(yùn)動(dòng)變化圖像、快速性和準(zhǔn)確性良好的軟性磨粒流圖像采集裝置。[0005]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:[0006]一種軟性磨粒流圖像采集裝置，包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CXD攝像機(jī)、圖像采集卡和控制及圖像處理計(jì)算機(jī)，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源與所述高速CCD光源之間為用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍攝背景一側(cè)涂成黑色不透光材料，所述高速CCD攝像機(jī)的光軸和片光源產(chǎn)生的光平面相垂直，所述高速CCD攝像機(jī)與圖像采集卡連接，所述圖像采集卡與所述控制及圖像處理計(jì)算機(jī)連接。[0007]本實(shí)用新型的有益效果主要表現(xiàn)在:有效獲得磨粒群的運(yùn)動(dòng)變化圖像、快速性和準(zhǔn)確性良好。


[0008]圖1是軟性磨粒流圖像采集裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
[0009]
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。[0010]參照?qǐng)D1，一種軟性磨粒流圖像采集裝置，包括氦氖激光器1、片光源2、被加工流道3、高速CXD攝像機(jī)4、圖像采集卡5、控制及圖像處理計(jì)算機(jī)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與所述高速CCD光源4之間為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，且透明拍攝背景一側(cè)涂成黑色不透光材料，所述高速CCD攝像機(jī)4的光軸和片光源產(chǎn)生的光平面相垂直，所述高速CCD攝像機(jī)4與圖像采集卡5連接，所述圖像采集卡5與所述控制及圖像處理計(jì)算機(jī)6連接。[0011]所述示蹤粒子應(yīng)具備兩個(gè)基本要求:第一，粒子跟隨流體的流動(dòng)性好；第二，粒子是良好的散射體，其成像可見(jiàn)性好。[0012]所述高速CXD攝像機(jī)的光軸和片光源產(chǎn)生的光平面相垂直，并且被加工流道為透明拍攝背景一側(cè)涂成黑色不透光材料，保證拍攝質(zhì)量。[0013]在兩相流場(chǎng)中散布合適大小和濃度的示蹤粒子用于跟蹤連續(xù)相流體的運(yùn)動(dòng)，示蹤粒子在流場(chǎng)中分布均勻，能準(zhǔn)確跟隨流體的流動(dòng)，且不改變流場(chǎng)特性。氦氖激光器I發(fā)出連續(xù)激光束經(jīng)過(guò)片光源2形成一個(gè)扇形光片豎直向下入射到被加工流道3的上表面，流場(chǎng)中的示蹤粒子和磨粒被激光打亮，高速CCD攝像機(jī)4拍攝流道內(nèi)兩相流場(chǎng)相變過(guò)程及其運(yùn)動(dòng)變化情況，通過(guò)圖像采集卡5傳輸?shù)綀D像處理計(jì)算機(jī)6進(jìn)行后續(xù)的圖像處理過(guò)程。[0014]本說(shuō)明書(shū)實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對(duì)發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù)范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
權(quán)利要求1.一種軟性磨粒流圖像采集裝置，其特征在于:包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CCD攝像機(jī)、圖像采集卡和控制及圖像處理計(jì)算機(jī)，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源與所述高速CCD光源之間為用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍攝背景一側(cè)涂成黑色不透光材料，所述高速CXD攝像機(jī)的光軸和片光源產(chǎn)生的光平面相垂直，所述高速CCD攝像機(jī)與圖像采集卡連接，所述圖像采集卡與所述控制及圖像處理計(jì)算機(jī)連接。
專利摘要一種軟性磨粒流圖像采集裝置，包括氦氖激光器、片光源、被加工流道、高速CCD攝像機(jī)、圖像采集卡和控制及圖像處理計(jì)算機(jī)，所述氦氖激光器的出射方向布置所述片光源，所述片光源與所述高速CCD光源之間為用于放置被加工流道的加工工位，所述被加工流道呈透明，且透明拍攝背景一側(cè)涂成黑色不透光材料，所述高速CCD攝像機(jī)的光軸和片光源產(chǎn)生的光平面相垂直，所述高速CCD攝像機(jī)與圖像采集卡連接，所述圖像采集卡與所述控制及圖像處理計(jì)算機(jī)連接。本實(shí)用新型提供一種有效獲得磨粒群的運(yùn)動(dòng)變化圖像、快速性和準(zhǔn)確性良好的軟性磨粒流圖像采集裝置。
文檔編號(hào)G01P5/20GK202975043SQ20122061078
公開(kāi)日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月16日
發(fā)明者計(jì)時(shí)鳴, 張微, 譚大鵬, 周龍兵, 王嘉琦, 李宜燃 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)