[發明專利]示蹤粒子篩選裝置

在審

• 申請號: 201710907092.5
• 申請日: 2017-09-29
• 公開（公告）號: CN107764702A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 趙維明;朱本華;岳廷瑞;馬軍;梁磊;段丕軒;劉壘;左承林;金啟剛;袁海文;簡春梅;閻麗;蔡瑛;郭興華
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01M9/00
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙)32247
• 代理人: 陳建中

技術領域

本發明涉及示蹤粒子篩選裝置。

背景技術

PIV（Particle Image Velocimetry 粒子圖像測速）技術是70年代末發展起來的一種瞬態、多點、非接觸的流體力學測速方法，可以在同一時刻記錄空間的速度分布信息、測量流場空間結構及流動特性，是解決復雜流場顯示與流動特性分析的重要手段。在風洞中應用PIV技術，在對流場無干擾的情況下，將肉眼看不見的復雜乃至微觀的流動現象，變為可視的流動圖像或動畫，不僅能定性地觀察到流場情況，而且能定量地給出流場壓力、速度等特性，對認識流動現象的本質和流動機理，掌握和解決飛行器設計中的空氣動力學問題具有重要作用。

示蹤粒子作為流體速度的代表，其產生與投放是PIV技術的關鍵之一。液滴是常用的示蹤粒子形態，即示蹤粒子以液滴形式進入流場，但如果進入流場的液滴粒子大小不能均勻一致，會影響流場的均勻與穩定性，會對檢測圖像產生干擾，會影響計算結果的準確度，而且大液滴容易在相機鏡頭、激光出口處冷凝。

發明內容

本發明的目的在于提供一種示蹤粒子篩選裝置，其能對液滴形態的示蹤粒子進行篩選，將大液滴粒子攔截掉，輸出大小均勻一致的小液滴粒子，排除不同大小粒子對檢測圖像的干擾，保證流場的均勻與穩定性，提高計算結果的準確度，還可避免大液滴在相機鏡頭、激光出口處冷凝。

為實現上述目的，本發明的技術方案是設計一種示蹤粒子篩選裝置，包括離心風機、混氣管道和分離篩選倉；

所述分離篩選倉包括：豎置圓筒狀筒壁，將筒壁頂端封閉的平置頂蓋，將筒壁底端封閉的平置底蓋，設于筒壁底部的混合氣體輸入口，設于頂蓋上的示蹤粒子輸出口，以及設于底蓋上的液體回收口；示蹤粒子輸出口與筒壁共軸心；

所述混氣管道為平置方管狀，分離篩選倉和離心風機分設于混氣管道兩端，分離篩選倉的混合氣體輸入口通過混氣管道與離心風機的輸出端連通，且混氣管道與分離篩選倉的筒壁相切；混氣管道上設有示蹤劑蒸汽輸入口。

優選的，所述混氣管道由平置底板、平置頂板以及一對豎置側板圍成；該對側板包括：與分離篩選倉筒壁相切的第一側板，以及與第一側板平行的第二側板；底板頂面與分離篩選倉底蓋的頂面持平，示蹤劑蒸汽輸入口設于底板上；底板和頂板的間距不大于分離篩選倉筒壁高度的一半；第一側板和第二側板的間距不大于分離篩選倉筒壁的半徑。

優選的，所述示蹤粒子輸出口的內徑為筒壁內徑的四分之一。

優選的，所述示蹤粒子輸出口外接有示蹤粒子輸出管。

優選的，所述液體回收口外接有液體回收管。

優選的，所述示蹤劑蒸汽輸入口外接有示蹤劑蒸汽輸送管。

優選的，所述示蹤粒子輸出口為豎置圓管狀。

優選的，所述液體回收口設有濾網。

優選的，所述離心風機、混氣管道和分離篩選倉固定于同一支承結構上。

優選的，所述離心風機、混氣管道和分離篩選倉固定于一平置支承板上。

本發明的優點和有益效果在于：提供一種示蹤粒子篩選裝置，其能對液滴形態的示蹤粒子進行篩選，將大液滴粒子攔截掉，輸出大小均勻一致的小液滴粒子，排除不同大小粒子對檢測圖像的干擾，保證流場的均勻與穩定性，提高計算結果的準確度，還可避免大液滴在相機鏡頭、激光出口處冷凝。

示蹤劑蒸汽由蒸發器產生，示蹤劑蒸汽由示蹤劑蒸汽輸入口進入混氣管道，同時，離心風機將空氣鼓入混氣管道，示蹤劑蒸汽與空氣在混氣管道內混合，并沿與筒壁相切的方向通過混合氣體輸入口，進入分離篩選倉，混合氣體在分離篩選倉內高速旋轉、碰撞，混合氣體中的示蹤劑冷凝成液滴形態，大液滴粒子被攔截在分離篩選倉內，大小均勻一致的小液滴粒子由示蹤粒子輸出口排出，在分離篩選倉內的大液滴粒子聚集后由液體回收口輸出。

附圖說明

圖1是本發明的示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發明的技術方案，而不能以此來限制本發明的保護范圍。

本發明具體實施的技術方案是：

如圖1所示，一種示蹤粒子篩選裝置，包括離心風機1、混氣管道2和分離篩選倉3；

所述分離篩選倉3包括：豎置圓筒狀筒壁，將筒壁頂端封閉的平置頂蓋，將筒壁底端封閉的平置底蓋，設于筒壁底部的混合氣體輸入口，設于頂蓋上的示蹤粒子輸出口4，以及設于底蓋上的液體回收口；示蹤粒子輸出口4與筒壁共軸心；