[發明專利]一種同步測量噴霧宏觀形貌和微觀特性的系統及方法

有效

• 申請號: 201511034697.5
• 申請日: 2015-12-31
• 公開（公告）號: CN105628566B
• 公開（公告）日: 2018-12-07
• 發明（設計）人: 王玉龍;杜青;白富強;楊賢;陳世興;楊子明
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N15/00
• 分類號: G01N15/00;G01N15/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉玥

1.一種同步測量噴霧宏觀形貌和微觀特性的系統，包括定容燃燒裝置、帶有控制器的燃料供給系統、LED燈、高速攝影機、數字延時發生器和相位多普勒粒子分析儀，其特征在于，所述定容燃燒裝置由箱體和燃燒彈體構成，所述箱體和燃燒彈體之間填充有用于保溫的石棉，燃燒彈體的主體腔是一個圓柱形內主體腔，在圓柱形內主體腔的四周向外延伸布置了四個可視的觀察孔，所述觀察孔的軸線均在同一水平面，其中兩個觀察孔的軸線之間的角度為180°，另外兩個觀察孔的軸線之間的夾角為160°，所述觀察孔上安裝有光學觀察窗口，所述定容燃燒裝置的中部正上方設置有與所述燃料供給系統相連通的連接孔，所述控制器與所述數字延時發生器相連接，數字延時發生器分別與所述相位多普勒粒子分析儀和所述高速攝影機相連接，所述光學觀察窗口由端口法蘭、光學玻璃和玻璃壓蓋構成，所述端口法蘭通過內六角螺栓安裝于觀察孔，光學玻璃安放在端口法蘭上，玻璃壓蓋壓緊光學玻璃后通過內六角螺栓與端口法蘭相連接，所述箱體由上箱體、下箱體和箱蓋構成。

2.根據權利要求1所述一種同步測量噴霧宏觀形貌和微觀特性的系統的測量方法，其特征在于，步驟如下：

(1)安置定容燃燒裝置，將相位多普勒粒子分析儀的發射探頭和接收探頭分別與第三光學觀察窗口和第四光學觀察窗口相對應；

(2)將LED燈放置在第一光學觀察窗口對應的方位，將高速攝影機放置在第二光學觀察窗口對應的方位，調整高速攝影機位置和焦距使燃料噴射入燃燒彈體中時可拍攝出清晰的噴霧宏觀形貌圖；

(3)設置數字延時發生器參數，包括觸發信號的初始時刻、延時時刻和脈寬長度；

(4)設置相位多普勒粒子分析儀參數，包括觸發模式和測量周期模式；

(5)打開相位多普勒粒子分析儀的激光器，標定激光中心的原點后將激光中心移至測量點；

(6)通過控制器控制燃料供給系統向定容燃燒裝置內進行燃料噴射，數字延時發生器接收到噴射開啟信號后進行延時處理并輸出觸發信號，相位多普勒粒子分析儀接收到數字延時發生器輸出的觸發信號后開始對定容燃燒裝置內測量點的噴霧粒子進行測量，獲得該測量點噴霧粒子的粒徑信息和速度信息，與此同時，高速攝影機同步拍攝噴霧宏觀形貌圖；該測量點測量結束后將激光中心移至下一測量點，按照上述方法進行逐點測量和拍攝；最終得到定容燃燒裝置中噴霧的宏觀形貌圖和微觀特性，所述微觀特性包括噴霧粒子的粒徑分布信息和速度分布信息。