[發明專利]一種燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法及裝置

無效

• 申請號: 201410016338.6
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103760142A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發明（設計）人: 劉存喜;劉富強;楊金虎;穆勇;徐綱
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64;G01M13/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，所述燃油噴嘴噴射的燃油在其正下方形成霧錐，所述燃油中含有示蹤組分，其特征在于，所述測量方法包括，

--在所述燃油噴嘴的正下方一定距離處投射一激光片光源，所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸，所述霧錐在片光源的空間位置處的橫截面構成一霧錐周向測試平面，或，所述片光源平行于所述霧錐的中心軸，所述霧錐在片光源的空間位置處的截面構成一霧錐軸向測試平面；

--當所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸布置時，在所述霧錐周向測試平面的側下方或側上方布置一圖像采集裝置，并與所述霧錐周向測試平面成一定角度，所述圖像采集裝置采集所述霧錐周向測試平面中的燃油分布圖像；當所述片光源平行于所述霧錐的中心軸布置時，垂直于所述軸向測試平面布置一圖像采集裝置，采集所述霧錐軸向測試截面的真實燃油分布圖像；

--所述圖像采集裝置的鏡頭前布置一濾光片，所述濾光片用以分離散射信號和熒光信號，使所述圖像采集裝置只采集熒光信號；

--當所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸布置時，對燃油空間分布測量進行誤差校正，校正因激光強度在霧錐的衰減給燃油分布質量測量所產生的誤差，同時校正由于所述圖像采集裝置拍攝位置引起的霧錐周向測試平面中局部光程不同所產生的測量誤差：完成一次測量后，保持圖像采集裝置和試驗狀態參數保持不變，將所述燃油噴嘴旋轉180°進行第二次測量，將第二次測量得到的圖像再以燃油噴嘴中心為原點旋轉180°，并與第一次測量得到的圖像合成為一張圖像；

--分析圖像，確定液滴的空間分布情況。

2.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，所述方法利用國產RP-3航空煤油中的芳香族化合物在紫外光激發下能夠發射熒光，述紫外光波長為266nm，熒光信號的波長范圍280-360nm。

3.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，所述方法能夠實現燃油噴嘴橫向截面燃油周向分布測量。

4.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，激光器激光發射和相機快門打開的時間延遲間隔為390-450ns。

5.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，通過在霧錐兩側分別入射激光進行兩次測量，然后把第二次測量得到的圖像旋轉180°與第一次測量得到的圖像合并，消除激光能量在霧錐中衰減引起的測量誤差。

6.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，所述圖像采集裝置為增強型CCD相機。優選地，所述增強型CCD相機包括依次連接的紫外鏡頭、圖像增強器、CCD相機。進一步優選地，設置時間同步控制器同時向所述圖像增強器和CCD相機發射TTL信號，控制所述圖像增強器和CCD相機的快門打開時間。

7.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，所述片光源由YAG激光器發出的激光束通過激光導光臂進入片光源成型光學元件而形成，所述片光源的厚度約為1mm。

8.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，當所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸布置時，所述CCD相機與所述霧錐周向測試平面成30-60度夾角。

9.根據權利要求1所述的燃油噴嘴液滴空間分布光學測量方法，其特征在于，當所述片光源垂直于或平行于所述霧錐的中心軸布置時，需要進行背景校正，消除周圍環境中的可見光對燃油空間分布測量的影響。

10.一種用以實施上述權利要求所述測量方法的燃油分布光學測量的試驗裝置，包括燃油噴嘴、片光源形成裝置、圖像采集裝置，其特征在于，所述燃油噴嘴噴射的燃油在其正下方形成霧錐，所述片光源形成裝置在所述燃油噴嘴的正下方投射一片光源，所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸，所述霧錐在片光源的空間位置處的橫截面構成一霧錐周向測試平面，或，所述片光源平行于所述霧錐的中心軸，所述霧錐在片光源的空間位置處的截面構成一霧錐軸向測試平面；當所述片光源垂直于所述霧錐的中心軸布置時，在所述霧錐周向測試平面的側下方或側上方布置一圖像采集裝置，并與所述霧錐周向測試平面成一定角度；當所述片光源平行于所述霧錐的中心軸布置時，垂直于所述軸向測試平面布置一圖像采集裝置；所述圖像采集裝置的鏡頭前布置一濾光片；所述試驗裝置還包括相互通信連接的控制裝置和時間同步控制器，所述時間同步控制器通信連接所述片光源形成裝置和圖像采集裝置。