具体实施方式

本发明的核心思想是，在SPIV测量旋翼尾流的实验中，利用一套自动移动测量系统和对应的移动测量方法，实现两个CCD相机对焦激光片的一次调节和标定，自动完成所有站位的二维切面三分量速度场测量，使相关实验的效率更高，操作更简单，并有效提升流动刻画的精度；同时，结合相位锁定和SPIV测量技术，解决了旋翼转速快、SPIV时间解析能力有限的问题，实现了伪时间解析的三维速度场测量并抑制了瞬态SPIV测量的较高误差问题。通过下面对实施例的描述，将更加有助于公众理解本发明，但不能也不应当将申请人所给出的具体的实施例视为对本发明技术方案的限制，任何对部件或技术特征的定义进行改变和/或对整体结构作形式的而非实质的变换都应视为本发明的技术方案所限定的保护范围。

附图标记说明：

驱动导轨1、驱动导轨2、驱动电机3、驱动电机4、结构支架5、CCD相机支杆6、激光头支杆7、CCD相机云台8、CCD相机云台9、激光头10、支撑滑轨11、支撑滑轨12、支撑滑轨13、支撑滑轨14、CCD相机15、CCD相机16、旋翼模型17、激光片18、旋翼转轴19、传感器20

如图1所示，SPIV的原理为用激光照亮要测量的流场为观测区域，相机一和相机二以一定角度分别对观测区域内的示踪粒子进行捕捉，得到观测区域的速度场。

如图2所示利用SPIV技术进行旋翼尾流测量实现的实验布局，保证两台CCD相机15、CCD相机16和激光头10经过标定后，相对位置维持不变，在对旋流尾流进行多个站位自动测量时，CCD相机15、CCD相机16和激光头10同步垂直移动，切换站位测量。

如图3所示，本发明的自动移测装置主要包括驱动导轨1和驱动导轨2、驱动电机3和驱动电机4、结构支架5、CCD相机支杆6、激光头支杆7、CCD相机云台8和CCD相机云台9、支撑滑轨11、支撑滑轨12、支撑滑轨13和支撑滑轨14，各方向视图如图4、5和6所示。CCD相机云台8和CCD相机云台9是安装、固定CCD相机的支撑设备，可调整摄像机的水平和俯仰的角度，达到最好的工作姿态后锁定调整机构，还可以扩大CCD相机的监视范围，或者由电动机进行精确定位，跟踪监视对象。

如图7结合图2描述，自动移测装置及其相位锁定测量方法的正常工作状态为：测量旋翼模型17的尾流结构，安装在激光头支杆7上的激光头10照亮纵向旋翼尾流的测量区域，CCD相机15安装在CCD相机云台8上，CCD相机16安装在CCD相机云台9上，CCD相机云台8和CCD相机云台9安装在CCD相机支杆6上，且CCD相机支杆6和激光头支杆7相互垂直，传感器20安装在结构支架5上，对旋翼测量相位角下的旋翼转轴19上的标定点进行锁定。

分别通过CCD相机云台8和CCD相机云台9调整CCD相机15和CCD相机16相对于测量区域的角度，然后在测量区域内调整CCD相机15和CCD相机16的焦距，最后进行标定。标定完成后，流场中布撒示踪粒子，在程序中输入参数，启动程序开始实验测量，通过程序在旋翼旋转至锁定相位角时，传感器20接收信号，同步触发激光头10、CCD相机15和CCD相机16进行数据采集，重复采集完成测量相位角的所需数据量后，程序自动触发控制器，同步控制驱动电机3和驱动电机4，使CCD相机支杆6和激光头支杆7同步沿驱动导轨1和驱动导轨2纵向移动到第二个站位，激光头10照亮第二个测量区域，然后程序再次在旋翼旋转至锁定相位角时触发CCD相机15和CCD相机16进行数据采集，之后依此到第三站位、第四站位直至完成所有站位的测量。

基于旋翼尾流SPIV测量的相位锁定测量方法具体包括：实验设备搭建与标定：如图7所示，旋翼模型17安装在机构上方，保证旋翼尾流向下发展，根据需要测量的相位角，在旋翼转轴19的对应周向位置选择标定点，传感器20与标定点在同一水平面上，对测量相位角进行锁定。根据激光片的视场范围，沿纵向确定几个测量区域，保证旋翼尾流结构可以得到完成精准的刻画，每个测量区域对应一个测量站位。本说明以确定3个测量站位a、b和c为例进行阐述，如图2所示，测量站位a、b和c为旋翼模型17下方的三个测量位置，在同一平面上，依次以移动距离L的间隔远离旋翼。

首先针对最靠近旋翼模型17的测量站位a，激光头10通过激光片18进行照亮(图2所示)；其次调节CCD相机云台8和CCD相机云台9，使固定在上面的CCD相机15和CCD相机16以合适的角度对准测量区域a(参考图1)；再次调节CCD相机15和CCD相机16的镜头，焦距对准测量区域a；最后进行标定操作。

旋翼尾流SPIV实验测量：启动旋翼模型17旋转，产生旋翼尾流；布撒示踪粒子；传感器20锁定旋翼模型17旋转过程中的测量相位角。

在实验设备搭建与标定的步骤中，已经针对测量区域a进行了对焦和标定，在此基础上，确定实验过程为：旋翼模型17旋转过程中，每当转到测量相位角时，传感器20发出信号，同步触发激光头10、CCD相机15和CCD相机16针对测量区域a数据采集，重复采集足够测量相位角下的数据；控制驱动电机3和驱动电机4工作使CCD相机支杆6和激光头支杆7同步向下移动距离L，带动CCD相机15、CCD相机16和激光头10同步向下移动距离L，测量区域a自动切换到测量区域b；旋翼模型17旋转过程中，每当转到测量相位角时，传感器20发出信号，同步触发激光头10、CCD相机15和CCD相机16针对测量区域b数据采集，重复采集足够测量相位角下的数据；控制驱动电机3和驱动电机4工作使CCD相机支杆6和激光头支杆7同步向下移动距离L，带动CCD相机15、CCD相机16和激光头10同步向下移动距离L，测量区域b自动切换到测量区域c；旋翼模型17旋转过程中，每当转到测量相位角时，传感器20发出信号，同步触发激光头10、CCD相机15和CCD相机16针对测量区域c数据采集，重复采集足够测量相位角下的数据；实验完成。实验过程中在程序中输入参数，启动程序开始实验测量；实验结束，开始数据后处理等工作。

在这种情况下需要克服现有技术存在的问题：旋翼转速快时只能对采集的所有数据进行分析，计算量巨大，不能针对特定相位流场进行分析，且分析结果不准确的技术问题。本发明通过锁定相位角，对同一相位角进行多次采集，一方面，实现了指定相位角的数据测量，从而可以得到更加准确的流场分析结果；另一方面，突破了现有技术只能对旋翼低转速流场的分析的束缚，显著提升了旋翼高转速状态下，流场分析的准确性，同时能够分析更接近真实旋翼工况的流场，应用本发明方法的流场分析结果对提升旋翼性能更加具有借鉴意义。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。在本专利中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

当然，本发明还可以有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可以根据本发明做出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。