[發(fā)明專利]等離子體射流對空氣引射量的測量系統

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910082582.1
• 申請日: 2009-04-27
• 公開（公告）號: CN101539443A
• 公開（公告）日: 2009-09-23
• 發(fā)明（設計）人: 王海興;魏福智;張亞民;湯海濱;賈少霞
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 北京永創(chuàng)新實專利事務所
• 代理人: 周長琪

1.等離子體射流對空氣引射量的測量系統，其特征在于：包括等離子體發(fā)生器、供電系統、冷卻系統、供氣系統、射流引射保護罩、微壓傳感器和數據采集系統，所述的供電系統與等離子體發(fā)生器的陰極和陽極連接，為等離子體發(fā)生器供電；冷卻系統與等離子體發(fā)生器的冷卻水管連接，為等離子體發(fā)生器提供冷卻；供氣系統為等離子體發(fā)生器提供工作氣體氬氣，并為射流引射保護罩提供引射氣體氮氣或者空氣；所述的射流引射保護罩中的引射氣體流量是當微壓傳感器測量引射罩內外壓差為零時浮子流量計的顯示值，數據采集系統采集微壓傳感器的電壓信號，轉換成壓差信號顯示；

所述的射流引射保護罩為圓柱形引射保護罩，引射氣通過入口導管引入作軸向流動進入引射腔內，受到內擋板阻擋轉為徑向流動，再經過圓筒形多層金屬絲網組成的多孔壁結構減速接近為零，當等離子體射流對其周圍氣體卷吸產生氣壓降低后，人工引入的引射氣在壓力梯度的作用下進入等離子體射流周圍補充被引射走的氣體；通過塑料軟管連接到微壓傳感器一端的壓力探針深入到引射保護罩內，測量等離子體射流附近的靜壓，微壓傳感器的另一端與外界大氣相通，當微壓計的電壓輸出為零壓差輸出值時，表明人工提供的引射氣流量正好等于等離子體射流對環(huán)境氣體的引射量；將射流引射保護罩入口與等離子體發(fā)生器出口對接，兩者之間有塑料隔離環(huán)作電氣隔離，然后通過射流引射保護罩的固定夾具與等離子體發(fā)生器一起固定在同一臺架上，同時要保證發(fā)生器和引射罩在軸線上重合，之后將引射氣路與引射罩上進氣嘴相連，最后連接壓力探針引出的塑料軟管到微壓傳感器上。

2.根據權利要求1所述的等離子體射流對空氣引射量的測量系統，其特征在于：所述的等離子體發(fā)生器能夠分別產生層流和湍流兩種流動狀態(tài)下的等離子體射流。

3.一種應用權利要求1所述的測量系統進行等離子體射流對空氣引射量測量的方法，其特征在于：

第一步，供氣系統為等離子體發(fā)生器供氣；

第二步，冷卻系統為等離子體發(fā)生器提供正常的供水壓力，對其進行冷卻；

第三步，供電系統為等離子體發(fā)生器供電；

第四步，不斷細微調整等離子體發(fā)生器主氣、輔氣和切向進氣的流量使發(fā)生器產生的射流逐漸達到層流狀態(tài)，記錄下主氣、輔氣和切向進氣的流量，并通過微壓傳感器測得電壓；

第五步，數據采集系統采集微壓傳感器電壓信號，并將電壓信號轉換成壓差信號顯示；

第六步，打開引射罩供氣管路上浮子流量計到引射罩之間的氣閥，再打開引射罩供氣氣瓶閥門，使一次減壓閥壓力達到2MPa，慢慢打開浮子流量計前的進氣閥門，觀察計算機上顯示的微壓傳感器輸出的電壓信號值，調節(jié)進氣閥門電壓達到2.5V，此時記錄下浮子流量計的讀數；

第七步，在不改變供電電流的情況下改變等離氣體發(fā)生器各通道的進氣流量并保持射流的層流狀態(tài)，重復第四至第六步；

第八步，改變等離子體發(fā)生器供電電流重復第七步；

第九步，使等離子體發(fā)生器產生湍流狀態(tài)的射流，重復第七和第八步，測量完畢。

4.根據權利要求3所述的測量方法，其特征在于：第六步中，調節(jié)引射氣進氣量速度要慢，以防對等離子體射流狀態(tài)造成影響，因為等離子體射流的層流狀態(tài)很容易受到干擾轉為湍流狀態(tài)。