УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ТРЁХМЕРНОГО ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ПОТОКА

1. Устройство для трехмерного измерения скорости потока, прежде всего, для осуществления измерений по методу измерения скорости по отображениям частиц с по меньшей мере одним осветительным устройством (12) для освещения движущихся в измерительном объеме (20) исследуемого потока трассер-частиц (18) и с по меньшей мере одной камерой (24) для многократного отображения движущихся трассер-частиц (18), отличающееся тем, что камера (24) имеет по меньшей мере один объектив (14) и расположенную перед ним или на нем кольцевую диафрагму (16).
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объектив (14) имеет хроматическую аберрацию.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что перед и/или после кольцевой диафрагмы в ходе лучей расположена призма или соответствующий фильтр.
4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что призма является кольцевой призмой.
5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что использован объектив (14) со свойствами призмы.
6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (24) является ПЗС-25 камерой с по меньшей мере одной ИС (42) на ПЗС или КМОП-камерой.
7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осветительное устройство (12) расположено в области оптической оси объектива (14).
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что устройство освещения (12) расположено в центральной области объектива (14).
9. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осветительное устройство (12) имеет подключенное оптическое устройство светового сечения для подсветки светового сечения поступающим от осветительного устройства (12) светом.
10. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство (10) имеет второе осветительное устройство с подключенным оптическим устройством светового сечения для подсветки светового сечения поступающим от второго осветительного устройства светом.
11. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осветительное устройство (12) излучает широкополосный свет или свет с различными областями спектра.
12. Устройство по п.1, отличающееся тем, что осветительное устройство (12) включает в себя по меньшей мере один источник лазерного излучения.
13. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (24) выполнена с возможностью перемещения.
14. Устройство по п.1, отличающееся тем, что камера (24) является цветной стереокамерой.
15. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство имеет по меньшей мере одну черно-белую камеру (24).
16. Устройство по п.15, отличающееся тем, что черно-белая камера (24) выполнена в виде черно-белой стереокамеры.
17. Устройство по п.1, отличающееся тем, что объектив (14) является объективом с переменным фокусным расстоянием.
18. Устройство по п.1, отличающееся тем, что свойства линз объектива (14) являются электрически изменяемыми.
19. Устройство по п.1, отличающееся тем, что трассер-частицы (18) выполнены флюоресцирующими.
20. Устройство по п.1, отличающееся тем, что устройство (10) имеет блок обработки результатов для обработки снятых камерой (24) снимков (26) трассер-частиц (18) и для вычисления и отображения определенного во времени трехмерного режима потока трассер-частиц (18) в измерительном объеме (20).
21. Способ трехмерного измерения скорости потока, прежде всего, для осуществления измерений по методу измерения скорости по отображениям частиц, отличающийся тем, что способ имеет следующие шаги способа:
а) освещение находящихся в измеряемом объеме (20) трассер-частиц (18) с помощью по меньшей мере одного осветительного устройства (12);
б) съемка и отображение по меньшей мере двух следующих по времени друг за другом снимков (26) трассер-частиц (18), при этом съемка происходит посредством по меньшей мере одной камеры (24), и камера (24) имеет по меньшей мере один объектив (14) с расположенной перед ним или на нем кольцевой диафрагмой (16), так что трассер-частицы (18) отображаются в виде колец или кольцевых сегментов;
в) сравнение отображенных снимков (26) относительно смещения отдельных трассер-частиц (18) за предварительно определенный промежуток времени для определения вектора скорости соответствующих трассер-частиц (18), а также регистрация диаметра отдельных кольцеобразных трассер-частиц (18) для определения расстояния соответствующих трассер-частиц (18) до фокальной плоскости камеры (24) для определения относительного положения трассер-частиц (18) по отношению к фокальной плоскости камеры (24); и
г) вычисление трехмерного вектора скорости трассер-частиц (18) в измерительном объеме (20) посредством обработки данных и информации, полученных на шаге в) способа.
22. Способ по п.21, отличающийся тем, что для определения цветов отдельных кольцеобразно отображенных трассер-частиц (18) используют объектив (14) с хроматической аберрацией.
23. Способ по п.21, отличающийся тем, что в ход лучей дополнительно вводят призму, прежде всего кольцевую призму.
24 Способ по п.21, отличающийся тем, что освещение трассер-частиц (18) происходит по меньшей мере двумя следующими друг за другом световыми импульсами или единичным, продолжительным во времени световым импульсом.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что промежуток времени между двумя следующими друг за другом световыми импульсами является управляемым таким образом, что происходит согласование с преобладающими в каждом случае условиями потока, прежде всего скоростями потока.
26. Способ по п.21, отличающийся тем, что камера (24) является ПЗС-камерой с по меньшей мере одной ИС (42) на ПЗС или КМОП-камерой.
27. Способ по п.21, отличающийся тем, что съемка и отображение по меньшей мере двух следующих по времени друг за другом снимков (26) трассер-частиц (18) согласно шагу б) способа происходит в цифровом виде.
28. Способ по п.21, отличающийся тем, что обработка снимков (26) согласно шагу в) способа происходит посредством программы для обработки отображения.
29. Способ по п.21, отличающийся тем, что вычисление трехмерного вектора скорости трассер-частиц (18) происходит посредством соответствующего программного обеспечения для обработки данных.
30. Способ по п.21, отличающийся тем, что осветительное устройство (12) излучает широкополосный свет или свет с различными областями спектра.
31. Способ по п.21, отличающийся тем, что осветительное устройство (12) содержит по меньшей мере один источник лазерного излучения.
32. Способ по п.21, отличающийся тем, что осветительное устройство (12) имеет подключенное оптическое устройство светового сечения для подсветки светового сечения поступающим от осветительного устройства (12) светом.
33. Способ по п.21, отличающийся тем, что предусмотрено второе осветительное устройство с подключенным оптическим устройством светового сечения для подсветки светового сечения поступающим от второго осветительного устройства светом.
34. Способ по п.21, отличающийся тем, что камера (24) выполнена с возможностью перемещения.
35. Способ по п.21, отличающийся тем, что объектив (14) является объективом с переменным фокусным расстоянием.
36. Способ по п.21, отличающийся тем, что свойства линз объектива (14) являются электрически изменяемыми.
37. Способ по п.21, отличающийся тем, что трассер-частицы (18) выполнены флюоресцирующими.
38. Способ по п.21, отличающийся тем, что способ включает в себя съемку по меньшей мере одного снимка измерительного объема (20) без трассер-частиц (18) и сравнение этого снимка или визуальных данных со снимком или данными снимка с трассер-частицами (18).
39. Применение устройства или способа по одному из предшествующих пунктов для измерения условий потока в авиационных двигателях или компонентах двигательных установок, прежде всего в компрессорах и турбинах.