一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置。超音速火焰喷枪固定装在固定板上，超音速火焰喷枪的枪口根部的两侧的固定板上均装有径向调节架，两侧的径向调节架上均安装有轴向调节架和滑块，轴向调节架一端部连接径向调节架上，轴向调节架另一端部上装有滑块，滑块上插装热电偶。本实用新型专利技术对喷涂过程不造成任何影响，能用于实时测量，实用性强，可靠性强，成本低，安装后对于喷枪没有任何影响。

【技术实现步骤摘要】
一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置
本技术涉及一种火焰温度的测量装置，尤其涉及一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置。
技术介绍
热喷涂作为一种表面工程技术是一直存在并不断在发展，其本质是改变物体表面的结构特点，达到令工件表面耐腐蚀、抗氧化、耐摩擦、绝热等目的。超音速火焰喷涂是利用特殊设计的喷枪，并采用高压和高能燃料，使喷涂的粉末粒子以高速度喷射到工件表面而形成结合强度高和致密涂层的喷涂技术。对于一般超音速喷涂系统，可以直接设置喷涂过程中燃料和氧气的流量等工艺参数，可以在线检测燃烧室中的燃烧室压力，但是缺少检测喷枪喷出焰流气体(射流)特性的装置，难以确定在喷涂过程中过喷涂的射流温度是否稳定，该温度下的涂层性能是否能够达到要求。因此，在超音速火焰喷涂过程中，一种超音速火焰喷涂射流温度的测量非常重要。现有技术缺少了能用于测量超音速火焰喷涂射流温度的方式。
技术实现思路
为了弥补超音速火焰喷涂过程中的不足，本技术提出了一种基于射流理论的超音速火焰喷涂射流温度的测量装置，能用于实现超音速火焰喷枪亚音速射流段温度的测量。本技术所采用的具体技术方案如下：装置包括超音速火焰喷枪、径向调节架、轴向调节架、热电偶、固定板和滑块，超音速火焰喷枪固定装在固定板上，超音速火焰喷枪的枪口根部的两侧的固定板上均装有径向调节架，两侧的径向调节架上均安装有轴向调节架和滑块，轴向调节架一端部连接径向调节架上，轴向调节架另一端部上装有滑块，滑块上插装热电偶。所述的径向调节架上开有沿垂直于超音速火焰喷枪的射流出射方向的条形槽，轴向调节架端部嵌装于径向调节架的条形槽中并沿条形槽可调整位置地固定，轴向调节架上开有沿平行于超音速火焰喷枪的射流出射方向的条形槽，滑块嵌装于轴向调节架的条形槽中并沿条形槽可调整位置地固定，滑块上插装的热电偶沿垂直于超音速火焰喷枪的射流出射方向布置。其中一侧的轴向调节架的滑块上插装有第一根热电偶，另一侧的轴向调节架的滑块上插装有第二根和第三根热电偶，共计三根热电偶，三根热电偶分别和超音速火焰喷枪的射流中心轴线之间的距离均不同。还包括多路巡检仪和上位机，热电偶经多路巡检仪和上位机连接。所述第二根和第三根热电偶其中的一根热电偶和第一根热电偶的末端布置在垂直于射流中心轴线的同一平面上。本技术在测量过程中热电偶不能发生位移，因此在具体实施中，测温的前后都会对热电偶的位置进行测量。若测温前后热电偶的位置发生轻微的位移也要重新测量，这是因为射流的温度变化率比较大，轻微的位置也会对测温产生影响。本技术的有益效果是：本技术能用于接触式测量，同时对喷涂过程不造成任何影响。本技术具有实时性，能够在采集过程中进行实时测量，实用性强。本技术安全无害，性能好，可靠性强，成本低。本技术的装置采用铝合金材料，质量较轻，安装后对于喷枪没有任何影响。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面详细的描述，能够更好地理解本技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定，其中：图1为本技术整体装置示意图；图2为本技术热电偶位置调节装置示意图。图中：超音速火焰喷枪1、径向调节架2、轴向调节架3、热电偶4、固定板6、滑块7、多路巡检仪8、上位机9、边界层10、射流中心轴线11。具体实施方式下面根据附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。但这个实施例仅是说明性的，本技术的保护范围并不受这个实施例的限制。如图1和图2所示，本技术包括超音速火焰喷枪1、径向调节架2、轴向调节架3、热电偶4、固定板6和滑块7，超音速火焰喷枪1固定装在固定板6上，超音速火焰喷枪1的枪口根部的两侧的固定板6上均装有径向调节架2，两侧的径向调节架2上均安装有轴向调节架3和滑块7，轴向调节架3一端部连接径向调节架2上，轴向调节架3另一端部上装有滑块7，滑块7上插装热电偶4。如图1和图2所示，径向调节架2上开有沿垂直于超音速火焰喷枪1的射流出射方向的条形槽，轴向调节架3端部嵌装于径向调节架2的条形槽中并沿条形槽可调整位置地固定，轴向调节架3上开有沿平行于超音速火焰喷枪1的射流出射方向的条形槽，滑块7嵌装于轴向调节架3的条形槽中并沿条形槽可调整位置地固定，滑块7上插装的热电偶4沿垂直于超音速火焰喷枪1的射流出射方向布置。通过调节轴向调节架3端部固定嵌装于径向调节架2的条形槽中的位置和滑块7固定嵌装于轴向调节架3的条形槽中的位置，使得热电偶4末端的测温点位于火焰射流形成的边界层内。固定板6与径向调节架2之间通过螺栓相连接，径向调节架2与轴向调节架3之间也是通过紧定螺钉连接，每对调节架的组合是对称分布的，热电偶4通过自带的螺纹与滑块7固定在一起。其中一侧的轴向调节架3的滑块7上插装有第一根热电偶4，另一侧的轴向调节架3的滑块7上插装有第二根和第三根热电偶4，共计三根热电偶4，三根热电偶4分别和超音速火焰喷枪1的射流中心轴线11之间的距离均不同。第一根热电偶4与第二根第三根热电偶4和第三根热电偶4中其中一根位于同一垂直于火焰射流方向(即射流中心轴线11)的平面上。本技术具体实施还包括多路巡检仪8和上位机9，热电偶4经多路巡检仪8和上位机9连接。本技术中，主要由径向调节架2、轴向调节架3和滑块7构成了用来精确调节测温热电偶位置的调节机构，多路巡检仪8为用于温度显示的二次仪表，上位机9用来记录热电偶测温。本技术的实施过程如下：本技术如图1主要由固定测温热电偶的装置、用来精确调节测温热电偶位置的辅助装置、用于温度显示的二次仪表以及用来记录热电偶测温的上位机组成。在操作过程中首先调节热电偶固定装置如图2，热电偶位置调节装置它包括一块固定板6、轴向调节架3、径向调节架2、滑块7、热电偶4。在结构上包括：固定板6的一端与喷枪1固定、另一端与径向架2通过螺栓相连接，径向调节架2与轴向调节架3之间也是通过紧定螺钉连接，每对调节架的组合是对称分布的，热电偶4通过自带的螺纹与滑块7固定在一起。具体实施时，在喷管内径r0为5.5mm的超音速火焰喷枪的工艺参数设为煤油20L/h，氧气800L/min。喷涂环境温度Te为24℃时，在距离枪口L1为2.7cm测得两点温度分别T1为310.6℃T2为254.6℃，两个测温点与中心轴线的距离分别r10.6cm，r2为0.7cm。热电偶跟随滑块在滑轨内滑动，使得热电偶处于射流的边界层内，同时使得热电偶1和2处于同一焰流截面其边界层厚度为rb，距离枪口轴向距离为L1但测温点与焰流中心轴线的距离不同分别为r1和测得温度为T1、T2，另一热电偶处于距离枪口轴向距离为L2的边界层半径为rb2的温度为T3，测得的环境温度为Te，根据射流的边界层厚度公式：可以得到此热电偶1和2所处的焰流截面的边界层厚度rb。实施例得到此位置的边界层半径rb为0.98cm，此位置的焰流截面轴线点的温度值Tm为671.7℃。已知喷口的半径r0，边界层厚度和剖面到枪口的距离L1足下面的计算关系：rb＝r0+KL其中K是一个常数，将由T1～T2所求的rb＝rb1带入上式，即可得K的值。实施例计算获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置，其特征在于：包括超音速火焰喷枪(1)、径向调节架(2)、轴向调节架(3)、热电偶(4)、固定板(6)和滑块(7)，超音速火焰喷枪(1)固定装在固定板(6)上，超音速火焰喷枪(1)的枪口根部的两侧的固定板(6)上均装有径向调节架(2)，两侧的径向调节架(2)上均安装有轴向调节架(3)和滑块(7)，轴向调节架(3)一端部连接径向调节架(2)上，轴向调节架(3)另一端部上装有滑块(7)，滑块(7)上插装热电偶(4)。

【技术特征摘要】
1.一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置，其特征在于：包括超音速火焰喷枪(1)、径向调节架(2)、轴向调节架(3)、热电偶(4)、固定板(6)和滑块(7)，超音速火焰喷枪(1)固定装在固定板(6)上，超音速火焰喷枪(1)的枪口根部的两侧的固定板(6)上均装有径向调节架(2)，两侧的径向调节架(2)上均安装有轴向调节架(3)和滑块(7)，轴向调节架(3)一端部连接径向调节架(2)上，轴向调节架(3)另一端部上装有滑块(7)，滑块(7)上插装热电偶(4)。2.根据权利要求1所述的一种测量超音速火焰喷涂射流温度的装置，其特征在于：所述的径向调节架(2)上开有沿垂直于超音速火焰喷枪(1)的射流出射方向的条形槽，轴向调节架(3)端部嵌装于径向调节架(2)的条形槽中并沿条形槽可调整位置地固定，轴向调节架(3)上开有沿平行于超音速火焰喷枪(1)的射流出射方向的条形槽，滑块(7)嵌装于轴向调节架(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈乐，郭兴檬，张雪英，陈小明，周夏凉，沈达，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：新型
国别省市：浙江,33