CN104142607B - 用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置 - Google Patents

Abstract

本发明主要涉及发动机喷油器技术，进一步涉及一种用于高速摄像机显微拍摄喷油器喷雾形态时增强喷油器喷嘴亮度的聚光装置。用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，包括：锥面聚光镜1，与锥面聚光镜锥顶部位连接的固定装置6；所述锥面聚光镜与所述固定装置通过固定架5连接。本发明相对于现有技术的有益效果为：通过聚光锥面的反射，确保了强光光源照射喷嘴后，尽可能多的反射光进入高速摄像机的显微镜头，有效保证了微小区域进入镜头的进光量。

Description

用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置

技术领域：

本发明主要涉及发动机喷油器技术，进一步涉及一种用于高速摄像机显微拍摄喷油器喷雾形态时增强喷油器喷嘴亮度的聚光装置。

背景技术：

在发动机喷油器喷雾高速摄像研究中，拍摄速度达到几万甚至几十万帧每秒，这就需要有够的光强来保证拍摄图片的清晰度，尤其是使用显微镜研究观测喷油器开启、关闭时刻喷孔局部喷雾特征的时候，直接使用强光源照射也很难满足高速拍摄的光强要求，另外由于喷油时的抖动等问题会影响聚光效果，这些都对拍摄所用光强度提出了很高的要求。有学者提出使用凸透镜对光源进行聚光处理，这种方法能在一定程度上提高拍摄图片的亮度，在更高速度拍摄时，往往不能满足要求。缸内直喷汽油机喷油器、高压共轨柴油机喷油器的喷孔一般布置在非平面的锥形面上，因为锥角的存在，会使反射进入到高速摄像机镜头的光量减少，从而影响拍摄的清晰度。尤其是安装了显微镜头之后，有效观测区域面积很小，对光的要求更高，仅仅只是采用光源表面打光的方法已经不能满足其进一步研究的需求。另外，对于喷雾引导型的GDI喷油器，其喷雾角度并非均匀直射，而是和垂直方向有一定的角度，因此在增强图像光强的时候，同时保证喷油器喷雾的正常进行。因此，设计一种能聚光，且能根据不通场合满足不同对光的要求的装置显得尤为重要。

发明内容：

本发明为了解决上述技术问题，发明一种能够将入射的光通过锥面有效反射回去，满足高速摄像机，尤其是安装了显微镜头之后对光强的要求。

用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，包括：锥面聚光镜1，锥顶部位有一沿圆锥中心线方向的第一通孔；与锥面聚光镜锥顶部位连接的固定装置6，固定装置内有一个贯穿孔11，喷嘴依次穿过贯穿孔、第一通孔后位于锥面聚光镜内；所述锥面聚光镜与所述固定装置通过固定架5连接。

作为优选方案，所述锥面聚光镜由一片柔性的扇形反光板卷制而成；且还包括：位于锥面聚光镜锥底外周面的可调节卡箍3，通过旋转旋钮2，实现可调节卡箍的收紧与放松，进而调节锥面聚光镜的锥角。

作为进一步优选方案之一，所述可调节卡箍调节锥面聚光镜锥角的范围为大于0度，且小于等于120度。

作为进一步优选方案之二，所述锥面聚光镜正下方有一个矩形孔4，喷嘴喷射出的燃料通过此孔落到外部，防止了落在锥面内壁。

作为进一步优选方案之三，所述固定装置包括4个调节螺栓，分别为第一调节螺栓7、第二调节螺栓9、第三调节螺栓8、第四调节螺栓10；第一调节螺栓与第三调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第二调节螺栓与第四调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第一调节螺栓与第二调节螺栓的轴线垂直，且不在一个平面内。

作为进一步优选方案之四，所述锥面聚光镜内表面为镀锌表面。

本发明相对于现有技术的有益效果为：

(一)本发明通过聚光锥面的反射，确保了强光光源照射喷嘴后，尽可能多的反射光进入高速摄像机的显微镜头，有效保证了微小区域进入镜头的进光量。

(二)在优化方案中，实现了聚光锥面锥角的可调，增强了装置的适应性。

(三)在优化方案中，固定装置上的四个调节螺栓实现了喷嘴中心轴线与聚光锥面中心线夹角的可调，用于多方位、多角度地观测喷嘴喷雾的物理形态。

(四)在在优化方案中，聚光锥面正下方的方孔，有效地将喷嘴喷出的燃料排到了锥面外，确保了锥面表面的清洁，保持了光学反射能力的稳定性。

附图说明：

图1为实施例中本发明的整体布局。图中，1代表锥面聚光镜，2代表旋钮，3代表可调节卡箍，4代表矩形孔，5代表固定架，6代表固定装置，7代表第一调节螺栓。

图2为图1的主视图。

图3为图2的纵向剖面图。

图4为图1的仰视图。

图5为图1的左视图。

图6为固定装置结构示意图，图中，7代表第一调节螺栓，8代表第三调节螺栓，9代表第二调节螺栓，10代表第四调节螺栓，11代表贯穿孔。

图7为喷油器结构示意图。

图8为现有技术拍摄喷嘴喷雾形态时光线入射和反射的情况。

图9为采用本发明技术方案后拍摄喷嘴喷雾形态时光线入射和反射的情况。

图10为实施例中，固定装置上的四个调节螺栓实现了喷嘴中心轴线与聚光锥面中心线夹角的可调，拍摄喷嘴喷雾形态时光线入射和反射的情况。

具体实施方式：

实施例：

用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，包括：

锥面聚光镜1，锥顶部位有一沿圆锥中心线方向的第一通孔；与锥面聚光镜锥顶部位连接的固定装置6，固定装置内有一个贯穿孔，喷嘴依次穿过贯穿孔11、第一通孔后位于锥面聚光镜内；所述锥面聚光镜与所述固定装置通过固定架5连接；

所述锥面聚光镜由一片柔性的扇形反光板卷制而成；且还包括：位于锥面聚光镜锥底外周面的可调节卡箍3，通过旋转旋钮2，实现可调节卡箍的收紧与放松，进而调节锥面聚光镜的锥角。

所述可调节卡箍调节锥面聚光镜锥角的范围为大于0度，且小于等于120度。所述锥面聚光镜正下方有一个矩形孔4，喷嘴喷射出的燃料通过此孔落到外部，防止了落在锥面内壁。所述固定装置包括4个调节螺栓，分别为第一调节螺栓7、第二调节螺栓9、第三调节螺栓8、第四调节螺栓10；第一调节螺栓与第三调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第二调节螺栓与第四调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第一调节螺栓与第二调节螺栓的轴线垂直，且不在一个平面内。所述锥面聚光镜内表面为镀锌表面。

从图8-图10的对比来看，采用本发明的技术方案，光线原方向返回的比例较现有技术大大增加，保证了显微镜观测时，进入镜头的光量。

Claims (6)

1.用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，包括：

锥面聚光镜(1)，锥顶部位有一沿圆锥中心线方向的第一通孔；

与锥面聚光镜锥顶部位连接的固定装置(6)，固定装置内有一个贯穿孔(11)，喷嘴依次穿过贯穿孔、第一通孔后位于锥面聚光镜内；

所述锥面聚光镜与所述固定装置通过固定架(5)连接。

2.根据权利要求1所述用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，所述锥面聚光镜由一片柔性的扇形反光板卷制而成；且还包括：

位于锥面聚光镜锥底外周面的可调节卡箍(3)，通过旋转旋钮(2)，实现可调节卡箍的收紧与放松，进而调节锥面聚光镜的锥角。

3.根据权利要求2所述用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，所述可调节卡箍调节锥面聚光镜锥角的范围为大于0度，且小于等于120度。

4.根据权利要求2所述用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，所述锥面聚光镜正下方有一个矩形孔(4)，喷嘴喷射出的燃料通过此孔落到外部，防止了落在锥面内壁。

5.根据权利要求2所述用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，所述固定装置包括4个调节螺栓，分别为第一调节螺栓(7)、第二调节螺栓(9)、第三调节螺栓(8)、第四调节螺栓(10)；第一调节螺栓与第三调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第二调节螺栓与第四调节螺栓相对，且二者的轴线在同一直线上；第一调节螺栓与第二调节螺栓的轴线垂直，且不在一个平面内。

6.根据权利要求2所述用于高速摄像机显微拍摄喷嘴喷雾形态的聚光装置，其特征在于，所述锥面聚光镜内表面为镀锌表面。