一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)過程光學(xué)診斷裝置，具體的說，是涉及一種用于活塞加長式光學(xué)發(fā)動機(jī)缸內(nèi)過程激光測試圖像采集的反光鏡組件。
【背景技術(shù)】
[0002]光學(xué)發(fā)動機(jī)是進(jìn)行內(nèi)燃機(jī)缸內(nèi)氣體流動、油氣混合和燃燒過程研究的實(shí)驗(yàn)裝置，通過對實(shí)際發(fā)動機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，設(shè)置激光引入窗口和光學(xué)測量窗口，可以實(shí)現(xiàn)對缸內(nèi)過程的激光測量，例如:利用PIV(粒子圖像測速)技術(shù)獲取缸內(nèi)的速度場;通過燃油-示蹤劑LIF(激光誘導(dǎo)熒光法)定量測量缸內(nèi)氣相燃油當(dāng)量比分布;利用LI I (激光誘導(dǎo)熾光法)對燃燒過程碳煙進(jìn)行測量。通過在光學(xué)發(fā)動機(jī)上開展激光測試可以深入認(rèn)識缸內(nèi)的物理化學(xué)過程，對數(shù)值計算模型提供驗(yàn)證，為內(nèi)燃機(jī)流體力學(xué)和燃燒學(xué)理論的發(fā)展提供支持。另外，光學(xué)診斷可以廣泛應(yīng)用于發(fā)動機(jī)實(shí)際研發(fā)過程中。因此開展光學(xué)發(fā)動機(jī)光學(xué)測試裝置和方法研發(fā)具有較高的理論和實(shí)際意義。
[0003]圖像采集過程是光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試的最后環(huán)節(jié)，也是整個實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的關(guān)鍵部分，光學(xué)測試要獲取的數(shù)據(jù)是光信號，光信號直接通過透光媒介傳輸，由于光線沿直線傳播的特性，光信號的方向轉(zhuǎn)折往往需要配合反光鏡來實(shí)現(xiàn)，反光鏡的反射效率以及工作環(huán)境直接關(guān)系到圖像信號準(zhǔn)確性和有效性。目前最常見的光學(xué)發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)為Bowditch式的活塞加長光學(xué)發(fā)動機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)見附圖1，通過活塞中部鏤空、加長并在活塞頂部加設(shè)視窗的方式將燃燒室的視場光線引入到活塞底部，在底部安裝45° UV-反光鏡(紫外-可見光波段反射)將光路產(chǎn)生90°轉(zhuǎn)折，最終缸內(nèi)的光信號被水平放置的相機(jī)采集。這種結(jié)構(gòu)的光學(xué)發(fā)動機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是氣缸的有效可視范圍廣，不需要對復(fù)雜的缸蓋和氣門機(jī)構(gòu)進(jìn)行改造，但其缺點(diǎn)之一是圖像采集過程中光路發(fā)生轉(zhuǎn)折，需要在缸體上安裝45°反光鏡，而反光鏡的安裝位置位于加長活塞頂部的活塞環(huán)組和底部活塞環(huán)組之間，由于底部活塞環(huán)的栗油作用，潤滑油會有少部分溢出，同時頂部活塞環(huán)組和缸套之間在壓縮和做功沖程中會產(chǎn)生“串氣”，特別是在做功沖程中，泄露的氣體中會包含未完全燃燒的油霧。這些潤滑油和油霧會在高速往復(fù)運(yùn)動的活塞作用下產(chǎn)生飛濺，對反光鏡產(chǎn)生污染。為了減少反光鏡污染對圖像采集系統(tǒng)的影響，實(shí)驗(yàn)過程中需要經(jīng)常對反光鏡進(jìn)行擦拭去除油污，而一般的反光鏡與缸體的連接為機(jī)械連接，這增加了反光鏡的單次清洗時間和難度，更重要的是通常反光鏡采用普通玻璃基底加頂面鍍鋁膜的方式，頂面為反光面同時也成為油污污染面和擦拭面，這導(dǎo)致經(jīng)過一段時間使用，鍍膜面因擦拭而磨損，反光鏡的使用壽命降低，同時由于磨損的不均勻度，反光鏡不同位置的反光效率產(chǎn)生差異，從而大大增加了實(shí)驗(yàn)誤差。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，反光鏡組件由反光鏡、支撐板、保護(hù)罩和磁性底座組成，可實(shí)現(xiàn)快速對反光鏡的反復(fù)多次清洗，確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，并提高反光鏡壽命，結(jié)構(gòu)簡單，降低成本。
[0005]本實(shí)用新型的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0006]—種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，包括設(shè)置在光學(xué)發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)部的支撐板，所述支撐板伸入缸體內(nèi)部活塞的鏤空段內(nèi)形成有135°的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有反光鏡，所述支撐板設(shè)置有與缸體磁性連接的磁性底座，所述彎折段與所述反光鏡可拆卸的相互粘接，所述反光鏡由JGSl熔融石英構(gòu)成，所述反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，所述鋁膜的底部設(shè)置有用于防止鋁膜磨損的保護(hù)層，所述彎折段上設(shè)置有防護(hù)罩。
[0007]所述保護(hù)層由聚乙烯保護(hù)膜構(gòu)成。
[0008]所述反光鏡與所述彎折段之間通過高分子油脂相互粘接。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的技術(shù)方案所帶來的有益效果是:
[0010](I)反光鏡由JGSl熔融石英構(gòu)成，熔融石英作為反光鏡基體和擦拭面，在保證紫外波段光信號的透過率的同時，提高了反光鏡壽命，降低了成本。
[0011](2)反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，可以對紫外-可見光范圍的光信號進(jìn)行高效反射，并在鋁膜底部設(shè)有保護(hù)層，避免了反光面的污染和磨損，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。
[0012](3)反光鏡與支撐板的彎折段之間利用高分子油脂的分子間作用力吸附連接，支撐板和缸體之間采用磁性連接，便于反光鏡和支撐板的拆卸和安裝，減少了反光鏡清潔時間，利于提尚實(shí)驗(yàn)效率。
【附圖說明】
[0013]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)發(fā)動機(jī)及其反光鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型反光鏡組件及其部分放大結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]附圖標(biāo)記:1_石英窗口2-活塞環(huán)組3-缸套4-活塞5-反光鏡組件6_相機(jī)7_活塞環(huán)組8-缸體9-反光鏡10-鋁膜11-保護(hù)層12-高分子油脂層13-支撐板14-保護(hù)罩15-磁性底座
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述:
[0017]圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)中光學(xué)發(fā)動機(jī)及其反光鏡組件的結(jié)構(gòu)示意圖，光學(xué)發(fā)動機(jī)包括缸體8、缸套3和活塞4，活塞4通過中部鏤空、加長并在其頂部加設(shè)石英窗口 I的方式將燃燒室的視場光線引入到活塞4的底部，在底部設(shè)置反光鏡組件5使光路產(chǎn)生轉(zhuǎn)折，反光鏡安裝在活塞4頂部的活塞環(huán)組2和底部活塞環(huán)組7之間，最終缸體8內(nèi)的光信號被水平放置的相機(jī)6采集。
[0018]圖2所示為本實(shí)用新型反光鏡組件及其部分放大結(jié)構(gòu)示意圖，反光鏡組件包括設(shè)置在光學(xué)發(fā)動機(jī)缸體8內(nèi)部的支撐板13，支撐板13伸入缸體內(nèi)部活塞3的鏤空段內(nèi)形成有135°的彎折段，彎折段上設(shè)置有反光鏡9，支撐板的另一端設(shè)置有與缸體8磁性連接的磁性底座15，以便于反光鏡組件的快速拆除擦拭和安裝。支撐板13上的彎折段與反光鏡9之間通過設(shè)置高分子油脂層12形成便于拆卸的粘性連接，利用油脂的分子間作用力吸附反光鏡9，以便于在擦拭反光鏡9上表面油污時將反光鏡9從底座中取出，提高清潔效果；反光鏡9由JGSl熔融石英構(gòu)成，以保證紫外波段光信號的透過率，反光鏡9的底部鍍有鋁膜10作為反光面，可以對紫外-可見光范圍的光信號進(jìn)行高效反射，鋁膜10的底部設(shè)置有用于防止鋁膜10磨損的保護(hù)層11，保護(hù)層11由聚乙烯保護(hù)膜構(gòu)成，彎折段上設(shè)置有防護(hù)罩14以減少反光鏡9的污染。
[0019]下述為本實(shí)用新型的工作原理及使用方法:
[0020]實(shí)驗(yàn)過程中，燃燒室中的光信號通過加長的活塞4頂部石英窗口1，經(jīng)保護(hù)罩14，穿過反光鏡9，被鋁膜10反射后再次穿過反光鏡9，光線發(fā)生轉(zhuǎn)折后被相機(jī)6采集，反光鏡組件5通過磁性底座15吸附到缸體8上。
[0021]發(fā)動機(jī)經(jīng)過一段時間運(yùn)行后，當(dāng)活塞4頂部活塞環(huán)組2與缸套3之間產(chǎn)生的串氣，以及底部活塞環(huán)組7與缸體8之間產(chǎn)生的潤滑油泄露，在活塞4的往復(fù)運(yùn)動下對反光鏡9的上表面產(chǎn)生污染后，首先將磁性底座15的磁性開關(guān)關(guān)閉，將整個反光鏡組件5從缸體8上取下，然后將反光鏡9從支撐板13上滑動取出，對反光鏡9上表面進(jìn)行清潔處理后再將其安裝到支撐板13上，經(jīng)高分子油脂層12吸附連接。
[0022]將清潔后的反光鏡組件5安裝到光學(xué)發(fā)動機(jī)缸體8上，打開反光鏡組件的磁性底座15開關(guān)將發(fā)光經(jīng)組件吸附到缸體。定期補(bǔ)充反光鏡支撐板13上的高分子油脂層12，以保證反光鏡9與支撐板13的良好吸附。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，包括設(shè)置在光學(xué)發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)部的支撐板，所述支撐板伸入缸體內(nèi)部活塞的鏤空段內(nèi)形成有135°的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有反光鏡，其特征在于，所述支撐板設(shè)置有與缸體磁性連接的磁性底座，所述彎折段與所述反光鏡之間可拆卸的相互粘接，所述反光鏡由JGSl熔融石英構(gòu)成，所述反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，所述鋁膜的底部設(shè)置有用于防止鋁膜磨損的保護(hù)層，所述彎折段上設(shè)置有防護(hù)罩。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，其特征在于，所述保護(hù)層由聚乙烯保護(hù)膜構(gòu)成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，其特征在于，所述反光鏡與所述彎折段之間通過高分子油脂相互粘接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種用于光學(xué)發(fā)動機(jī)激光測試圖像采集的反光鏡組件，包括設(shè)置在光學(xué)發(fā)動機(jī)缸體內(nèi)部的支撐板，所述支撐板伸入缸體內(nèi)部活塞的鏤空段內(nèi)形成有135°的彎折段，所述彎折段上設(shè)置有反光鏡，所述支撐板設(shè)置有與缸體磁性連接的磁性底座，所述彎折段與所述反光鏡可拆卸的相互粘接，所述反光鏡由JGS1熔融石英構(gòu)成，所述反光鏡的底部鍍有鋁膜作為反光面，所述鋁膜的底部設(shè)置有用于防止鋁膜磨損的保護(hù)層，所述彎折段上設(shè)置有防護(hù)罩。本實(shí)用新型反光鏡組件由反光鏡、支撐板、保護(hù)罩和磁性底座組成，可實(shí)現(xiàn)快速對反光鏡的反復(fù)多次清洗，確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確性，并提高反光鏡壽命，結(jié)構(gòu)簡單，降低成本。
【IPC分類】G01M15/04
【公開號】CN205352701
【申請?zhí)枴緾N201620088508
【發(fā)明人】堯命發(fā), 唐青龍, 劉海峰, 鄭尊清
【申請人】天津大學(xué)
【公開日】2016年6月29日
【申請日】2016年1月29日