Máy đo lấy nét là một thiết bị đo quang học dựa trên nguyên tắc khúc xạ ánh sáng để hình dung sự thay đổi gradient mật độ (ví dụ: dòng khí, đối lưu nhiệt, v.v.) trong môi trường trong suốt. Việc lắp đặt của nó đòi hỏi sự kết hợp của sự ổn định cơ học, chuẩn trực đường quang và an toàn điện, sau đây là quy trình lắp đặt chi tiết theo từng bước:

Chuẩn bị trước và kiểm tra thiết bị

1. Danh sách các công cụ và vật liệu

- Dụng cụ đa năng: cờ lê, tuốc nơ vít, thước đo ngang, chỉ thị laser (hoặc mục tiêu dây chéo), thước dây, găng tay, vải chống bụi.

- Phụ kiện đặc biệt: giá đỡ có thể điều chỉnh, khung phản chiếu, nhóm ống kính tập trung, cụm lưỡi dao, nguồn sáng (LED/laser), dây nguồn, hệ thống thu thập dữ liệu (camera CCD hoặc cảm biến quang điện).

- Thiết bị phụ trợ: máy tính (phần mềm điều khiển cài đặt sẵn), dây nối đất, bóng đèn.

2. Kiểm tra thiết bị

- Kiểm tra tất cả các thành phần quang học (ví dụ: gương, ống kính, lưỡi dao) sạch sẽ và không trầy xước, nếu cần thiết, làm sạch bằng giấy ống kính.

- Kiểm tra độ sáng và tính đồng nhất của nguồn sáng để đảm bảo không có vùng nhấp nháy hoặc tối.

- Xác minh tính toàn vẹn của các bộ phận cơ khí như khung, đường ray, vị trí lỗ ren cần được khớp.

II. Lắp ráp cấu trúc cơ khí

Xây dựng&Remodeling(

- Đặt nền tảng hỗ trợ chính trên bàn ổn định hoặc bàn thí nghiệm, sử dụng thước đo nằm ngang để điều chỉnh trạng thái nằm ngang (lỗi<0,5 °).

- Mô-đun nguồn sáng cố định ở một đầu của nền tảng, đảm bảo đầu phát ra nguồn sáng vuông góc với trục (có thể được điều chỉnh phụ trợ bằng con trỏ laser).

2. Cài đặt đạo cụ đường quang

- Bố trí thanh chống theo bản vẽ thiết kế, khoảng cách cần đáp ứng yêu cầu về chiều dài đường dẫn ánh sáng (0,5-2 mét cho hệ thống vân điển hình).

- Sử dụng giá đỡ có thể điều chỉnh để lắp gương (nghiêng 45 °), đảm bảo trung tâm gương trùng khớp với trục quang.

3. Định vị thành phần chính

- Thành phần lưỡi dao: đặt phía sau gương cuối cùng, hướng lưỡi dao cần vuông góc với trục quang và thực hiện chuyển động chính xác vị trí lưỡi dao bằng cách điều chỉnh vít (để điều chỉnh độ nhạy).

- Nhóm ống kính tập trung: Được lắp đặt 10-20 cm trước lưỡi dao, độ dài tiêu cự của ống kính cần phù hợp với kích thước trường đo (ví dụ, ống kính 50 mm phù hợp với trường dòng quy mô nhỏ).

- Màn hình/máy ảnh hình ảnh: Nằm ở mặt phẳng tiêu cự của ống kính, đảm bảo bề mặt mục tiêu CCD vuông góc với trục quang.

III. Chuẩn trực và điều chỉnh đường quang

1. Đường mờ thô

- Bật nguồn sáng để quan sát xem ánh sáng có đi qua tâm của mỗi gương theo thứ tự hay không. Nếu bị lệch, cần điều chỉnh góc nghiêng và góc nghiêng ngang của giá kính.

- Đặt mục tiêu lưới (hoặc màn hình trắng) trước lưỡi dao để kiểm tra ban đầu xem hình dạng điểm có đối xứng hay không.

2. Chuẩn trực tốt

- Điều chỉnh gương: Điều chỉnh gương từng cái một bằng chùm tia laser hoặc mục tiêu dây chéo, sao cho ánh sáng tới trùng khớp nghiêm ngặt với ánh sáng phản xạ (xác minh bằng "phương pháp phản xạ khứ hồi").

- Hiệu chuẩn ống kính đồng trục: di chuyển vị trí trước và sau của màn hình hình ảnh cho đến khi điểm sáng rõ ràng và không có hiệu ứng làm mờ, khóa giá đỡ ống kính.

- Căn chỉnh lưỡi dao: Tinh chỉnh lưỡi dao đến trung tâm điểm để xem đường phân chia sáng tối trên màn hình hình ảnh có sắc nét hay không.

3. Xác minh tập trung

- Đặt các mẫu thử nghiệm (chẳng hạn như lớp không khí phía trên tấm làm nóng), điều chỉnh khoảng cách giữa ống kính và lưỡi dao cho đến khi quan sát thấy các sọc khúc xạ trường dòng chảy rõ ràng.

- Nếu sọc bị mờ, có thể điều chỉnh tiêu cự ống kính hoặc góc nghiêng lưỡi dao (thường là góc kẹp giữa lưỡi dao và trục quang ≤5 °).

IV. Cấu hình điện và phần mềm

1. Kết nối đường dây

- Nguồn sáng được kết nối với nguồn điện ổn định, dây nối đất được kết nối đáng tin cậy để tránh nhiễu điện từ.

- Máy ảnh kết nối với máy tính qua USB hoặc cáp mạng, cài đặt phần mềm điều khiển đồng hành (như Image-Pro Plus, NI LabVIEW).

2. Cài đặt tham số

- Điều chỉnh nguồn sáng: điều chỉnh độ sáng đến giá trị thích hợp (tránh phơi sáng quá mức), nguồn sáng laser cần được chiếu xạ đồng đều với kính chùm mở rộng.

- Thông số máy ảnh: Cài đặt thời gian phơi sáng (điển hình 10-100 ms), độ phân giải (≥1024 × 1024 pixel) và chế độ kích hoạt (khung liên tục/đơn).

- Kiểm soát lưỡi: Đối với lưỡi dao điện, tốc độ di chuyển lưỡi dao cần được đặt trong phần mềm (thường là 0,1-1 mm/s).

V. Hiệu chuẩn và kiểm tra hệ thống

1. Đánh giá điểm chuẩn

- Loại bỏ mẫu và chụp ảnh nền với một phương tiện đồng nhất, chẳng hạn như không khí tĩnh, làm điểm chuẩn tham chiếu.

- Điều chỉnh vị trí lưỡi dao sao cho độ đồng nhất độ sáng nền sai<5%.

2. Xác minh chức năng

- Thử nghiệm động: giới thiệu nguồn nhiễu loạn (ví dụ: thổi khí, tấm sưởi) để xem biến dạng sọc có phù hợp với mong đợi vật lý hay không (ví dụ: không khí nóng tăng khiến các sọc cong lên).

- Kiểm tra độ phân giải: Sử dụng bảng sọc giao thoa tiêu chuẩn hoặc mục tiêu độ phân giải để đánh giá độ phân giải không gian của hệ thống (thường cần đạt 10-20 cặp/mm).

3. Ghi dữ liệu

- Lưu hình ảnh trong điều kiện làm việc điển hình (như định dạng.bmp hoặc.tif), đánh dấu các điều kiện thử nghiệm (nhiệt độ môi trường xung quanh, cường độ nguồn sáng, v.v.).

- Phân tích lượng dịch chuyển sọc bằng phần mềm, chuyển đổi phân bố trường mật độ (cần kết hợp với công thức định danh).