포커스 섀도우는 광굴절 원리에 기반한 광학 측정 장비로, 가스 흐름, 열 대류 등과 같은 투명 매체의 밀도 경도 변화를 시각화하는 데 사용됩니다.그 설치는 기계적 안정성, 광로 정확성과 전기 안전성을 결합해야 하며, 다음은 단계별 상세 설치 절차이다.

1. 사전 준비 및 설비 검사

1. 도구 및 BOM

- 공용 도구: 렌치, 드라이버, 수평자, 레이저 표시기 (또는 십자선 표적), 줄자, 장갑, 방진포.

- 전용 키트: 조절식 스탠드, 반사 안경테, 초점 렌즈 세트, 커터 어셈블리, 라이트(LED/레이저), 전원 코드, 데이터 수집 시스템(CCD 카메라 또는 옵티컬 센서).

- 보조 장치: 컴퓨터 (사전 설치 제어 소프트웨어), 접지선, 차광 커튼.

2. 장치 검사

- 반사경, 렌즈, 커터와 같은 모든 광학 컴포넌트가 스크래치 없이 깨끗한지 확인하고 필요한 경우 렌즈 용지로 청소합니다.

- 광원 밝기 및 균일성을 검사하여 깜박이거나 어두운 영역이 없는지 확인합니다.

- 스레드 구멍 위치와 일치하는 기계 부품 (예: 브래킷, 레일) 의 무결성을 확인합니다.

2. 기계구조조립

1.플랫폼 구축 및 수준 조정

- 주 지지 플랫폼을 안정적인 데스크톱이나 실험대에 놓고 수평자를 사용하여 수평 상태(오차 <0.5°)로 조정한다.

- 광원 모듈을 플랫폼 한쪽 끝에 고정하여 광원 발사단이 광축과 수직인지 확인합니다 (레이저 표시기를 통해 보조적으로 조정할 수 있음).

2. 광로 지주 설치

- 설계도면에 따라 기둥을 배치하고 간격은 광로 길이 요구를 만족시켜야 한다(일반 문영 시스템 광정은 0.5-2미터).

- 조절식 스탠드를 사용하여 반사 렌즈(45° 기울기)를 장착하여 렌즈의 중심이 광축과 일치하도록 합니다.

3. 핵심 구성 요소 포지셔닝

- 공구 어셈블리: 마지막 반사 거울 뒤에 배치되며 공구 방향은 광축에 수직이며 미세 조정 스크루를 통해 공구 위치의 정확한 이동을 실현합니다 (민감도 조절용).

- 초점 렌즈 그룹: 커터 앞 10-20 cm에 장착되며 렌즈 초점 거리는 측정 대상 크기와 일치해야 합니다 (예: 50 mm 렌즈는 작은 척도 유장에 적용).

- 이미징 스크린/카메라: 렌즈 초점 평면에 위치하여 CCD 표적이 광축에 수직인지 확인합니다.

3. 광로 정직과 조정

1. 조광로

- 광원을 켜고 각 반사경 중심을 통과하는 광선의 순서를 관찰합니다.만약 벗어나면 거울틀의 앙각과 수평 회전각을 조정해야 한다.

- 공구 앞에 메쉬 표적 (또는 흰색 스크린) 을 배치하여 반점 모양이 대칭인지 초기 확인합니다.

2.세밀하고 정직하다

- 반사경 조정: 레이저 빔이나 십자선 표적을 통해 반사경을 하나하나 조절하여 입사광과 반사광을 엄격히 일치시킨다("왕복반사법" 검증을 사용).

- 렌즈 공축 보정: 반점이 선명하고 그라데이션 효과가 없을 때까지 이미지 스크린의 앞뒤 위치를 이동하여 렌즈 브래킷을 잠급니다.

- 칼날 조준: 반점 중심까지 칼날을 미세하게 조정하여 영상 스크린의 명암 경계선이 예리한지 관찰한다.

3. 초점 검증

- 테스트 샘플 (예: 가열판 위의 공기층) 을 배치하고 선명한 유장 굴절 줄무늬가 관찰될 때까지 렌즈와 커터 사이의 간격을 조정합니다.

- 스트라이프가 흐릿한 경우 렌즈 초점 거리 또는 공구 기울기를 미세 조정할 수 있습니다 (일반적으로 공구 및 광축 각도 ≤ 5 °).

4. 전기 및 소프트웨어 구성

1. 회선 연결

- 광원이 안정된 전원에 연결되고 접지선이 안정적으로 연결되어 전자기 간섭을 방지합니다.

- 카메라는 USB 또는 네트워크 케이블을 통해 컴퓨터에 연결되며 Image-Pro Plus, NI LabVIEW와 같은 드라이버 소프트웨어가 함께 설치됩니다.

2. 매개변수 설정

- 광원 조절: 밝기를 적절한 값으로 조정합니다 (노출 방지). 레이저 광원은 빔 확대경과 함께 균일하게 조사해야 합니다.

- 카메라 매개변수: 노출 시간(일반값 10-100ms), 해상도(≥1024×1024픽셀) 및 트리거 모드(연속/단일 프레임)를 설정합니다.

- 공구 제어: 전기 공구인 경우 소프트웨어에서 공구 이동 속도를 설정해야 합니다 (일반적으로 0.1-1 mm/s).

5. 시스템 교정 및 테스트

1. 기준 지정

- 시료를 제거하고 고정된 공기와 같은 균일한 매체로 배경 이미지를 참조 기준으로 촬영합니다.

- 공구 위치를 조정하여 배경 밝기의 균일성 오차를 <5% 감소시킵니다.

2. 기능 검증

- 동적 테스트: 공기 흡입, 가열 슬라이스와 같은 교란원을 도입하여 줄무늬의 변형이 물리적 기대에 부합하는지 관찰합니다 (예: 뜨거운 공기가 상승하여 줄무늬가 위로 구부러짐).

- 해상도 테스트: 표준 간섭 스트라이프 보드 또는 해상도 표적을 사용하여 시스템 공간 해상도를 평가합니다 (일반적으로 10-20 와이어 페어/mm).

3. 데이터 로깅

- 일반적인 작업 상황에서.bmp 또는.tif 형식과 같은 이미지를 저장하고 실험 조건(환경 온도, 광원 강도 등)을 마크업합니다.

- 소프트웨어를 통해 줄무늬 변위량을 분석하여 밀도장 분포를 환산한다(표정 공식을 결합해야 한다).