本申请涉及火焰燃烧测量，具体地，涉及一种小型复用火焰测量光学系统。
背景技术：
1、火焰在微重力条件下燃烧的火焰形态、燃烧效率与正常重力下燃烧的区别很大，为了研究微重力下火焰的燃烧特性，需对火焰的三维形貌、燃烧场特性进行精密测量。火焰的三维形貌测量可使用三维重构相机在多个角度对火焰进行拍摄并进行火焰三维重建，从而对火焰的三维形貌实现精密测量；火焰燃烧场特性可采用纹影相机进行精确测量。在空间站的燃烧实验柜中进行火焰测量时，由于实验舱及实验柜体积的限制，现有的火焰测量的相机无法满足体积小、功能多的要求。
技术实现思路
1、为了克服现有技术中的至少一个不足，本申请实施例提供一种小型复用火焰测量光学系统。
2、第一方面，提供一种小型复用火焰测量光学系统，包括：3个高分辨率近距摄像光学系统和准直照明光学系统；
3、准直照明光学系统用于实现光源的准直照明，经准直照明的光源光线入射到每个高分辨率近距摄像光学系统；准直照明光学系统与3个高分辨率近距摄像光学系统中的一个正对设置；
4、系统在对火焰目标进行高分辨率成像时，3个高分辨率近距摄像光学系统分别用于实现火焰目标3个维度的形貌测量，相邻两个高分辨率近距摄像光学系统之间成120°布置；
5、系统还包括刀口组件，系统在对火焰目标进行纹影测量时，将刀口组件插入3个高分辨率近距摄像光学系统中与准直照明光学系统正对的高分辨率近距摄像光学系统，准直照明光学系统和插入刀口组件的高分辨率近距摄像光学系统能够实现火焰目标的纹影测量。
6、在一个实施例中，高分辨率近距摄像光学系统，包括：
7、沿光线入射方向依次设置的近距摄像反射镜、近距摄像第一透镜、近距摄像第二透镜、近距摄像第三透镜、近距摄像第四透镜、近距摄像第五透镜、近距摄像第六透镜、近距摄像第七透镜、滤光片和相机组件；系统在对火焰目标进行纹影测量时，刀口组件插入滤光片和相机组件之间。
8、在一个实施例中，近距摄像第一透镜为正光焦度双凸透镜，近距摄像第二透镜为正光焦度弯月透镜，近距摄像第三透镜为负光焦度双胶合透镜，近距摄像第四透镜为正光焦度双胶合透镜，近距摄像第五透镜为正光焦度双胶合透镜，近距摄像第六透镜为负光焦度弯月透镜，近距摄像第七透镜为正光焦度透镜，近距摄像反射镜与光轴夹角为45°；近距摄像第三透镜包括近距摄像第一子透镜和近距摄像第二子透镜，近距摄像第一子透镜为正光焦度透镜，近距摄像第二子透镜为负光焦度透镜；近距摄像第四透镜包括近距摄像第三子透镜和近距摄像第四子透镜，近距摄像第三子透镜为负光焦度透镜，近距摄像第四子透镜为正光焦度透镜；近距摄像第五透镜包括近距摄像第五子透镜和近距摄像第六子透镜，近距摄像第五子透镜为负光焦度透镜，近距摄像第六子透镜为正光焦度透镜。
9、在一个实施例中，近距摄像第一透镜焦距为191.3mm，近距摄像第二透镜焦距为76.7mm，近距摄像第三透镜焦距为-57.7mm，近距摄像第一子透镜焦距为88.6mm，近距摄像第二子透镜焦距为-22.3mm，近距摄像第四透镜焦距为207.5mm，近距摄像第三子透镜焦距为-103.7mm，近距摄像第四子透镜焦距为53.4mm，近距摄像第五透镜焦距为154mm，近距摄像第五子透镜焦距为-99.3mm，近距摄像第六子透镜焦距为36.5mm，近距摄像第六透镜焦距为-82mm，近距摄像第七透镜焦距为42.3mm。
10、在一个实施例中，近距摄像第一透镜材料为hfk61，近距摄像第二透镜材料为hzlaf90，近距摄像第一子透镜材料为hzpk1a，近距摄像第二子透镜材料为hzf52gt，近距摄像第三子透镜材料为hzf6，近距摄像第四子透镜材料为hlak53a，近距摄像第五子透镜材料为hzf1，近距摄像第六子透镜材料为hzlaf90，近距摄像第六透镜材料为hzf1，近距摄像第七透镜材料为hlak53a。
11、在一个实施例中，准直照明光学系统包括：沿光纤出射方向依次设置的led光源、狭缝组件、准直照明第一透镜、准直照明第二透镜、准直照明第三透镜、准直照明第四透镜、准直照明第五透镜、准直照明第六透镜、准直照明第七透镜和准直照明反射镜。
12、在一个实施例中，准直照明第一透镜为负光焦度透镜，准直照明第二透镜为负光焦度透镜，准直照明第三透镜为正光焦度透镜，准直照明第四透镜为正光焦度透镜，准直照明第五透镜为负光焦度透镜，准直照明第六透镜为负光焦度双胶合透镜，准直照明第六透镜包括准直照明第一子透镜和准直照明第二子透镜，准直照明第一子透镜为负光焦度透镜，准直照明第二子透镜为正光焦度透镜，准直照明第七透镜为正光焦度透镜，准直照明反射镜与光轴夹角为45°。
13、在一个实施例中，准直照明第一透镜焦距为-28.1mm，准直照明第二透镜焦距为-64.2mm，准直照明第三透镜焦距为171.8mm，准直照明第四透镜为焦距为79.3mm，准直照明第五透镜焦距为-128.7mm，准直照明第六透镜焦距为-160.6mm，准直照明第一子透镜焦距为-57.2mm，准直照明第二子透镜焦距为206.4mm，准直照明第七透镜为正光焦度透镜焦距为125.6mm。
14、在一个实施例中，准直照明第一透镜材料为hzlaf75a，准直照明第二透镜材料为hzlaf75a，准直照明第三透镜材料为hzf88，准直照明第四透镜材料为hzf88，准直照明第五透镜材料为hzlaf90，准直照明第一子透镜材料为hzf52gt，准直照明第二子透镜材料为hqk3l，准直照明第七透镜材料为hqk3l。
15、在一个实施例中，狭缝组件放置于准直照明光学系统的焦面处。
16、相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：
17、1、本申请使用透射式光学系统并将光路进行折叠，实现火焰纹影测量系统的小型化设计，满足空间站燃烧实验柜紧凑的空间尺寸要求。
18、2、本申请将火焰测量系统的纹影测量功能与三维重构测量功能进行复合设计，不需更换光学系统，即可实现对火焰的燃烧场测量与三维重构测量，减少空间站中燃烧实验柜重量，减少设备拆装操作，简化实验流程，提高测量精度。
1.一种小型复用火焰测量光学系统，其特征在于，包括：3个高分辨率近距摄像光学系统(1)和准直照明光学系统(2)；
2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述高分辨率近距摄像光学系统，包括：
3.如权利要求2所述的系统，其特征在于，所述近距摄像第一透镜(1-1)为正光焦度双凸透镜，所述近距摄像第二透镜(1-2)为正光焦度弯月透镜，所述近距摄像第三透镜(1-3)为负光焦度双胶合透镜，所述近距摄像第四透镜(1-4)为正光焦度双胶合透镜，所述近距摄像第五透镜(1-5)为正光焦度双胶合透镜，所述近距摄像第六透镜(1-6)为负光焦度弯月透镜，所述近距摄像第七透镜(1-7)为正光焦度透镜，所述近距摄像反射镜(1-10)与光轴夹角为45°；所述近距摄像第三透镜(1-3)包括近距摄像第一子透镜(1-31)和近距摄像第二子透镜(1-32)，所述近距摄像第一子透镜(1-31)为正光焦度透镜，所述近距摄像第二子透镜(1-32)为负光焦度透镜；所述近距摄像第四透镜(1-4)包括近距摄像第三子透镜(1-41)和近距摄像第四子透镜(1-42)，所述近距摄像第三子透镜(1-41)为负光焦度透镜，所述近距摄像第四子透镜(1-42)为正光焦度透镜；所述近距摄像第五透镜(1-5)包括近距摄像第五子透镜(1-51)和近距摄像第六子透镜(1-52)，所述近距摄像第五子透镜(1-51)为负光焦度透镜，所述近距摄像第六子透镜(1-52)为正光焦度透镜。
4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述近距摄像第一透镜(1-1)焦距为191.3mm，所述近距摄像第二透镜(1-2)焦距为76.7mm，所述近距摄像第三透镜(1-3)焦距为-57.7mm，所述近距摄像第一子透镜(1-31)焦距为88.6mm，所述近距摄像第二子透镜(1-32)焦距为-22.3mm，所述近距摄像第四透镜(1-4)焦距为207.5mm，所述近距摄像第三子透镜(1-41)焦距为-103.7mm，所述近距摄像第四子透镜(1-42)焦距为53.4mm，所述近距摄像第五透镜(1-5)焦距为154mm，所述近距摄像第五子透镜(1-51)焦距为-99.3mm，所述近距摄像第六子透镜(1-52)焦距为36.5mm，所述近距摄像第六透镜(1-6)焦距为-82mm，所述近距摄像第七透镜(1-7)焦距为42.3mm。
5.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述近距摄像第一透镜(1-1)材料为hfk61，所述近距摄像第二透镜(1-2)材料为hzlaf90，所述近距摄像第一子透镜(1-31)材料为hzpk1a，所述近距摄像第二子透镜(1-32)材料为hzf52gt，所述近距摄像第三子透镜(1-41)材料为hzf6，所述近距摄像第四子透镜(1-42)材料为hlak53a，所述近距摄像第五子透镜(1-51)材料为hzf1，所述近距摄像第六子透镜(1-52)材料为hzlaf90，所述近距摄像第六透镜(1-6)材料为hzf1，所述近距摄像第七透镜(1-7)材料为hlak53a。
6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述准直照明光学系统包括：沿光纤出射方向依次设置的led光源(2-9)、狭缝组件(2-10)、准直照明第一透镜(2-1)、准直照明第二透镜(2-2)、准直照明第三透镜(2-3)、准直照明第四透镜(2-4)、准直照明第五透镜(2-5)、准直照明第六透镜(2-6)、准直照明第七透镜(2-7)和准直照明反射镜(2-8)。
7.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述准直照明第一透镜(2-1)为负光焦度透镜，所述准直照明第二透镜(2-2)为负光焦度透镜，所述准直照明第三透镜(2-3)为正光焦度透镜，所述准直照明第四透镜(2-4)为正光焦度透镜，所述准直照明第五透镜(2-5)为负光焦度透镜，所述准直照明第六透镜(2-6)为负光焦度双胶合透镜，所述准直照明第六透镜(2-6)包括准直照明第一子透镜(2-61)和准直照明第二子透镜(2-62)，所述准直照明第一子透镜(2-61)为负光焦度透镜，所述准直照明第二子透镜(2-62)为正光焦度透镜，所述准直照明第七透镜(2-7)为正光焦度透镜，所述准直照明反射镜(2-8)与光轴夹角为45°。
8.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述准直照明第一透镜(2-1)焦距为-28.1mm，所述准直照明第二透镜(2-2)焦距为-64.2mm，所述准直照明第三透镜(2-3)焦距为171.8mm，所述准直照明第四透镜(2-4)为焦距为79.3mm，所述准直照明第五透镜(2-5)焦距为-128.7mm，所述准直照明第六透镜(2-6)焦距为-160.6mm，所述准直照明第一子透镜(2-61)焦距为-57.2mm，所述准直照明第二子透镜(2-62)焦距为206.4mm，所述准直照明第七透镜(2-7)为正光焦度透镜焦距为125.6mm。
9.如权利要求7所述的系统，其特征在于，所述准直照明第一透镜(2-1)材料为hzlaf75a，所述准直照明第二透镜(2-2)材料为hzlaf75a，所述准直照明第三透镜(2-3)材料为hzf88，所述准直照明第四透镜(2-4)材料为hzf88，所述准直照明第五透镜(2-5)材料为hzlaf90，所述准直照明第一子透镜(2-61)材料为hzf52gt，所述准直照明第二子透镜(2-62)材料为hqk3l，所述准直照明第七透镜(2-7)材料为hqk3l。
10.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述狭缝组件(2-10)放置于所述准直照明光学系统(2)的焦面处。
