(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210803002.9 (22)申请日 2022.07.07 (71)申请人 北京理工大 学 地址 100081 北京市海淀区中关村南大街5 号 (72)发明人 陈思颖　郝伟　陈和　 (74)专利代理 机构 北京前审知识产权代理有限 公司 11760 专利代理师 张静　张波涛 (51)Int.Cl. G01N 21/01(2006.01) G01N 21/64(2006.01) G01N 21/85(2006.01) (54)发明名称 流场实时探测系统及方法 (57)摘要 本发明公开了一种流场实时探测系统及方 法， 系统中， 喷射导口分别连接超声振动器和探 测腔室以将气溶胶输送到探测腔室； 光学整形元 件接收连续激光束以整形为片状平面激光且投 射于探测腔室中以生成光学信号； 半透半反分光 玻璃朝向探测腔室且根据波长将光学信号分别 透射和反射以形成透射通道和反射通道， 第一拍 摄相机设于透射通道以基于来自第一定焦光学 镜头的第一信号生成第一图像， 第二拍摄相机设 于反射通道以接收来自第二定焦光学镜头的第 二信号以生成第二图像； 图像处理模块连接第一 拍摄相机和第二拍摄相机， 基于第一图像和第二 图像三维重建得到流场三维浓度分布。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 115184268 A 2022.10.14 CN 115184268 A 1.一种流场实时探测系统， 其包括， 位移台， 其设有水平 布置的一对滑轨； 气溶胶发生模块， 其生成预定流速和预定流量的气溶胶 喷雾， 所述气溶胶发生模块包 括， 腔室架， 其可移动地横跨于所述 一对滑轨上 方； 探测腔室， 其支承于所述腔室架上； 至少一个气溶胶发生器， 其包括， 存储仓， 其存 储待测物质； 超声振动器， 其连接所述存 储仓以将待测物质雾化形成气溶胶； 喷射导口， 其分别连接所述超声振动器和所述探测腔室以将气溶胶输送到所述探测腔 室； 激光发射模块， 其经由移动模块滑动连接所述 一对滑轨， 所述激光发射模块包括， 激光器， 其支承于所述移动模块上且生成连续激光束； 光学整形元件， 其接收所述连续激光束以整形为片状平面激光且投射于所述探测腔室 中以生成光学信号； 图像采集模块， 其经由移动模块滑动连接所述 一对滑轨， 所述图像采集模块包括， 半透半反分光玻璃， 其朝向所述探测腔室且根据波长将光学信号分别 透射和反射以形 成透射通道和反射 通道； 第一滤光片， 其垂直 地布置于所述透射 通道； 第一定焦光学镜 头， 其设于所述透射 通道以接收且成像来自第一滤光片的第一信号； 第一拍摄相机， 其设于所述透射通道以基于来自第 一定焦光学镜头的第 一信号生成第 一图像； 第二滤光片， 其垂直 地布置于所述反射 通道； 第二定焦光学镜 头， 其设于所述反射 通道以接收且成像来自第二滤光片的第二信号； 第二拍摄相机， 其设于所述反射通道以接收来自第 二定焦光学镜头的第 二信号以生成 第二图像； 图像处理模块， 其连接所述第一拍摄相机和所述第二拍摄相机， 基于所述第一图像和 第二图像分别三维重建得到第一 流场三维浓度分布和第二 流场三维浓度分布。 2.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 优选的， 所述第一信号为荧光信号， 所述第二信号 为米散射信号。 3.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 所述第一信号为荧光信号， 所述第 二信号为不同于第一信号的荧 光信号。 4.根据权利要求2或3所述的流场实时探测系统， 其中， 所述第一信号 为二维荧光信号。 5.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 所述透射通道垂直于所述反射通 道。 6.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 所述滑轨沿所述位移台的垂直方向 可移动。 7.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 所述探测腔室为石英玻璃板组成的 长方体腔室。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115184268 A 28.根据权利要求1所述的流场实时探测系统， 其中， 所述片状平面激光为三角片状平面 激光。 9.根据权利要求1 ‑8中任一项所述的流场实时探测系统 的探测方法， 其特征在于， 其包 括以下步骤， 气溶胶发生模块产生被荧 光标记的气溶胶流场， 激光发射模块输出平面激光， 移动模块控制激光发射模块和图像采集模块对流场进行定速扫描， 扫描方向与平面激 光入射流场的方向垂直， 扫描过程中， 图像采集模块采集平面激光照射流场所得到的多幅 二维荧光图像和米散射图像， 同时图像处理模块对所述二维荧光图像和米散射图像进 行优 化处理并显示， 对多幅图像进行三维重建得到 探测区域的两个流场三维浓度分布。 10.根据权利要求9所述的探测方法， 其中， 气溶胶发生模块产生至少两个被荧光标记的气溶胶流场， 扫描过程中， 图像采集模块 采集平面激光照射流场所得到的至少两组多幅二 维荧光图像， 同时图像处理模块对所述二 维荧光图像进 行优化处理并显示， 对多幅图像进 行三维重建得到探测区域至少两组流场三 维分布。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115184268 A 3