近年來紋影技術(shù)的快速發(fā)展推動了微流場動力學(xué)的深入研究。微流場主要應(yīng)用在諸如微推進(jìn)、MEMS冷卻系統(tǒng)、微型噴氣發(fā)動機(jī)、細(xì)顆粒沉積和去除噴墨打印頭等場合。由于微流場的尺寸在幾十到幾百微米量級,傳統(tǒng)的紋影法不適合于微流場的研究分析。本文結(jié)合傳統(tǒng)紋影技術(shù)和顯微攝影的原理設(shè)計(jì)了用于研究微流場的顯微紋影系統(tǒng)。該方法相比較于傳統(tǒng)紋影法具有較高的分辨率和靈敏度,系統(tǒng)簡單,易于實(shí)現(xiàn),更適合對小尺寸的被測流體進(jìn)行觀測。本文圍繞顯微紋影光學(xué)系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)開展研究,其研究工作的主要內(nèi)容如下:1.介紹了顯微紋影技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀,比較分析了反射式紋影儀和透射式紋影儀的優(yōu)缺點(diǎn),分析了顯微紋影系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特性,提出了顯微紋影系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)方案。2.分析了光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法,根據(jù)光學(xué)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)了顯微紋影系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)。采用縮放法和解析法分別設(shè)計(jì)準(zhǔn)直系統(tǒng)和顯微攝影成像系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)。對設(shè)計(jì)的準(zhǔn)直系統(tǒng)和顯微攝影系統(tǒng)依據(jù)像質(zhì)評價準(zhǔn)則分別進(jìn)行優(yōu)化。結(jié)果表明準(zhǔn)直透鏡發(fā)散角為0.011mrad,顯微攝影系統(tǒng)放大倍數(shù)為10倍,分辨率為1μm,成像質(zhì)量接近衍射極限,可以實(shí)現(xiàn)對微流場的觀測。3.對系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的各個模塊進(jìn)行了總體分析,設(shè)計(jì)... 

【文章來源】：西安工業(yè)大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

紋影法光線偏折原理圖

通過刀口對部分偏折的光線進(jìn)行遮夠觀察流場的明暗變化情況，見圖 1圖 1.1 紋影法光線偏折原理圖常為不透光薄片，一般放置于匯聚密度均不一樣，使得流場里面所有發(fā)生偏折，在圖 1.1 中光線 2 為平行，光源成像于聚集透鏡的焦平面上，

微流場在各個領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，人們開始對微流場進(jìn)行研究，在國顯微紋影技術(shù)有初步研究，二十世紀(jì)七十年代最先由 Herbert hlan.Jr 提出一種紋影型的顯微鏡[15]，用來實(shí)時顯示晶體在生長階段的型顯微鏡利用了一種復(fù)雜的光源，經(jīng)過一個反射鏡將光線反射至準(zhǔn)直一個聚焦透鏡將光線匯聚至狹縫處，在目鏡后方利用圖像記錄儀將圖像的方法來確定晶體的生長情況。到 80 年代，G.Prast 提出利用紋影顯面輪廓質(zhì)量，這種顯微鏡用的是普通光源，光線通過物鏡和其后焦面之系統(tǒng)上，用光電二極管陣列測量圖像場的強(qiáng)度，將物體和一個參考樣品無刀口情況下測量，將所檢測出來的結(jié)果進(jìn)行對比，這樣就可以減小衍，通過接收的圖像分析光學(xué)表面質(zhì)量。紀(jì)初 K.A.Phalnikar，R.Kumar 等學(xué)者用高倍率顯微紋影儀系統(tǒng)對高速時顯示，其光學(xué)原理圖如圖 1.3 所示。清晰觀察到高速微射流中細(xì)胞的使用微型探針定量測量了射流的衰減和傳播速率以及細(xì)胞之間間距[5]

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]一種流場溫度的測量方法[J]. 湯紅,侯宏錄,李煒龍,胡銳.  自動化儀表. 2018(04)
[2]聚焦紋影系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[J]. 王松.  科技創(chuàng)新導(dǎo)報. 2016(06)
[3]紋影定量化在火焰溫度測量中的應(yīng)用[J]. 孟晟,楊臧健,王明曉,沈忠良,鄧凱,鐘英杰.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2015(04)
[4]斜激波與弓形激波相互作用的彩虹紋影實(shí)驗(yàn)研究[J]. 吳文堂,洪延姬,王殿愷,李倩,葉繼飛,蔣冠雷.  推進(jìn)技術(shù). 2015(05)
[5]彩虹紋影定量測量實(shí)驗(yàn)方法研究[J]. 蔣冠雷,洪延姬,葉繼飛,吳文堂.  裝備指揮技術(shù)學(xué)院學(xué)報. 2012(01)
[6]紋影技術(shù)中光源的選擇與設(shè)計(jì)方法[J]. 葉繼飛,金燕,吳文堂,蔣冠雷.  實(shí)驗(yàn)流體力學(xué). 2011(04)
[7]激光多普勒測速技術(shù)進(jìn)展[J]. 張艷艷,鞏軻,何淑芳,霍玉晶.  激光與紅外. 2010(11)
[8]光柵紋影偏折法測量二維層化流體密度梯度[J]. 孟濤,張明照,王克軍,郭曉莉,王伯雄.  光學(xué)精密工程. 2008(06)
[9]0.25×高分辨力視頻顯微鏡設(shè)計(jì)[J]. 莊振鋒,王敏,陳榮.  光學(xué)儀器. 2008(01)
[10]用于內(nèi)波豎向觀測的數(shù)字紋影系統(tǒng)[J]. 張明照,王伯雄,徐肇廷,羅秀芝.  清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2007(02)

博士論文
[1]光學(xué)微結(jié)構(gòu)觀測系統(tǒng)研究[D]. 劉娜.天津大學(xué) 2006

碩士論文
[1]雙波段自適應(yīng)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 許黃蓉.西安工業(yè)大學(xué) 2017
[2]紋影儀流場密度定量測量技術(shù)研究[D]. 李煒龍.西安工業(yè)大學(xué) 2017
[3]基于ZEMAX手持激光測距望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 魏健.中國計(jì)量學(xué)院 2016
[4]紋影定量化在火焰溫度測量中的應(yīng)用[D]. 孟晟.浙江工業(yè)大學(xué) 2015
[5]單孔射流附壁流場特性的高速紋影研究[D]. 謝凱.浙江理工大學(xué) 2015
[6]激光對CMOS和CCD的輻照效應(yīng)對比研究[D]. 郭鋒.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013
[7]基于紅外紋影層析技術(shù)的流場三維重建研究[D]. 黃強(qiáng)鋒.南昌航空大學(xué) 2013
[8]離軸式激光雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[D]. 李文博.長春理工大學(xué) 2012
[9]紅外顯微鏡熱成像系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析[D]. 王國棟.昆明理工大學(xué) 2011
[10]背景紋影技術(shù)的溫度場測量[D]. 呂小亮.浙江大學(xué) 2011



本文編號：3610483