[實用新型]基于PIV的綜合流體測量儀

有效

• 申請號: 201720241059.9
• 申請日: 2017-03-13
• 公開（公告）號: CN206546248U
• 公開（公告）日: 2017-10-10
• 發明（設計）人: 汪建
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G06T1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種基于PIV的綜合流體測量儀，屬于電子技術、激光技術的應用和實驗應用的領域。

背景技術

流體實驗是流體力學、自動化測試技術、自動控制等課程的必要實驗，傳統的流體實驗裝置都往往是體積龐大，結構獨立，功能單一，忽視了各實驗間的共性及其內在聯系，傳統陳舊的實驗設備遠遠不能適應現代科技發展對實驗的需要，不能適應高校對創新人才培養的要求。為解決和完善實驗教學實際需要，所以研制新型的綜合性流體實驗的測量裝置很有必要。

PIV粒子圖像測速技術是一種新型的流場測量技術，可用于顯示與測量氣體或液體的流場分布。PIV技術綜合了激光技術、數字信號處理技術、圖像處理技術等多種新技術，是研究渦流、湍流等復雜流動結構的有力工具，并且可獲得傳統測試技術無法觀察到的一些流場的瞬態結構。同時離心泵也是最常見的流體輸送設備，離心泵的特性曲線是確定離心泵適宜操作條件和選用泵的重要依據，離心泵的特性曲線目前還不能用解析方法進行準確計算，只能通過實驗來測定。

本實用新型提出了一種基于PIV的綜合的流體性能測量和控制的實驗裝置，研制出符合多專業自身需求的實驗教學設備，可完成離心泵性能、PIV流速測量、流量測量及控制等相關實驗項目，并可完成流體流動圖像的捕獲和分析，能很好地滿足當前本科實驗教學工作，還可作為課程設計畢業設計的實踐平臺。

本實用新型能讓學生對所學理論知識進行綜合運用，這種綜合性的實驗裝置的開發，對于激發學生的創新欲望，培養創新能力有較大幫助，同時涉及知識面寬，無論是本科教學還是畢業設計，都能起到鞏固和加深學生對知識的理解，能拓展學生的知識綜合運用能力，滿足教學與科研的需要。

實用新型內容

針對現有的測量和實驗儀器的不足，現有的流體測量實驗裝置都太大，功能單一，本實用新型設計的基于PIV的綜合流體測量儀更為小型，占地面積小，造價低。

本實用新型的綜合流體測量儀，采用了透光的玻璃材料作為流體測量管，集成了多種流體阻力實驗、離心泵特性和PIV流速的測量實驗，可進行離心泵特性曲線測定、細管、粗管的阻力損失及流量控制和流速測量等的流體輸送與流體流動特性分析等多項實驗。結合激光器和高速相機，通過對流體粒子圖像的獲取和分析，可更清晰和準確的得到流體流動的特性參數，還可進行設計組合實驗項目，增加了實驗的多樣性。

本實用新型的綜合流體測量儀包括有流體測量實驗架、離心泵、水箱、綜合流體測量儀主機、激光器和高速相機，流體測量實驗架上有粗玻璃流管、細玻璃流管和突擴玻璃管三根測量管，各測量管上都設置有電磁控制閥門和電磁流量計，突擴玻璃管兩側上設置有壓差計接口，主管上設置有兩個調節閥，主管上端留有外接口；綜合流體測量儀主機上具有五位數碼顯示、調節閥控制旋鈕、離心泵控制旋鈕、顯示按鍵、各控制閥按鍵、功能開關和信號通信接口。

本實用新型的綜合流體測量儀主機的調節閥控制旋鈕有兩個，分別控制兩個調節閥，即調節閥1和調節閥2，用于控制測量管流體流量和外接的流體流量。而測量儀主機上的控制閥按鍵有三個，分別控制三根測量管的流體通斷。

本實用新型的激光器采用He-Ne激光器，輸出功率大于5mW，波長632.8nm。高速相機采用數碼化的高速相機，可拍攝動態或靜態圖像，在分辨率1024*1024的情況下，最快速度達840fps。

本實用新型中采用小型臥式離心泵MS60/0.55，流量3.6m³/h，功率0.55Kw。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構圖，其中的1是流體實驗架，2是離心泵，3是水箱，4是激光器，5是高速相機，6是細玻璃流管，7是粗玻璃流管，8是突擴玻璃管，9是電磁控制閥1，10是電磁控制閥2，11是電磁控制閥3，12是調節閥1，13是調節閥2，14是壓差計接口，15是外接管口，16、17、18是電磁流量計，19是信號線，20是激光器調節座，21是高速相機底座，22是高速相機信號線，23是計算機。

圖2是綜合流體測量儀主機外觀圖，其中的24是五位數碼顯示，25是調節閥1控制旋鈕，26是調節閥2控制旋鈕，27是離心泵控制旋鈕、28是顯示按鍵，29是控制閥按鍵，30是信號通信端，31是功能旋鈕。

具體實施方式

結合附圖，下面具體說明基于PIV的綜合流體測量儀的工作和使用情況。