一种流体状态的检测方法技术

本发明专利技术涉及一种流体状态的检测方法，包括以下步骤：布置电极，连接高压电路；在所述电极上通入待检测气流；打开电源、升高电压直至所述气体发生放电；采集所述气流因发生放电而产生的发光影像。本方法替代现有纹影摄影技术实现对流体状态的检测，降低了检测的经济成本；实现设备结构简单，便于移动搬运与设置；该检测方法的实施简单便捷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到一种用于流体状态的检测方法，具体涉及一种通过惰性气体放电检测流体状态的方法。背景领域纹影摄影技术是近几年逐渐被大家认识的一种摄影技术，它的原理是利用气流对光波的扰动，将不可被肉眼看见的气流的变化，转化成可以被看见的图像。纹影摄影术可以拍到平时肉眼看不到的气流形态,这个过程需要一个明亮的光源，精确放置的镜片，一块或多块弯曲的镜子，一个刀片挡住部分的光线，还有其他一些设备用以观测到空气中的波动并将其拍摄成像。同时，用以实施纹影摄影技术的设备由于结构复杂，通常包含激光器、镜片组等大型精密组件，使用时还涉及到对光路的精细调节，导致运输、制造、使用的不方便，设备造价成本高，设备调试过程比较复杂等一系列问题。在大气压下几十千伏电压的条件下，放电只能在惰性气体浓度高的区域内产生和传播，发生放电的地方一定会发光，从而产生可见光
和紫外光，所以在实验条件下所观察到的发光的区域就是惰性气体浓度高的区域。对于气流来说，层流区和转捩区的气流是没有和周围的环境气体进行剧烈混合的，所以等离子体可以在这一区域产生，因而可以显示该区域的流体形态。
技术实现思路
为解决现有流体状态检测技术中的以上问题，本专利技术提出的技术方案是：一种流体状态的检测方法，包括以下步骤：布置能量供给源；将能量耦合到待检测气流中；开启能量供给源，直至所述气流发生放电；采集所述气流因发生放电而产生的发光影像。进一步的，所述能量供给源为高压电源；所述步骤还包括：布置电极，连接高压电路；在所述电极上通入待检测气流；打开电源、升高电压直至所述气体发生放电。进一步的，所述电极为：裸露的针电极、有介质阻挡的针电极、针-板电极结构、针-环电极结构、环-环电极结构、板板电极结构中的一种。进一步的，所述电极可以与高压电路直接或通过保护电路相连。进一步的，所述能量供给源为电子枪；所述步骤还包括：布置电子枪位置；通入待检测气流；通过电子枪将电子束打在待检测气流上，直至所述气体发生放电。进一步的，所述待检测气流由击穿电压低于周围环境气体的气体组成。进一步的，所述采集发光影像可以通过可见光成像技术、紫外光
成像技术中的一种。进一步的，所述采集发光影像的技术为照相机、摄像机、光电耦合元件中的一种。本专利技术的有益效果是：本方法通过用高压电使惰性气流放电的方法取代现有纹影摄影技术实现流体状态的检测，具有如下优点：该检测方法的实现设备经济成本相比纹影摄影技术更低；该检测方法的实现设备结构简单，便于移动搬运；该检测方法实施起来相比纹影摄影技术实现更为简单便捷。附图说明图1是本专利技术一种流体状态的检测方法的实施步骤示意图。图2是本专利技术一种流体状态的检测方法的具体实施例1系统示意图。图3是本专利技术一种流体状态的检测方法的具体实施例1中电极的结构示意图。图4是本专利技术一种流体状态的检测方法的具体实施例2系统示意图。图5是本专利技术一种流体状态的检测方法的检测结果示意图。图6是本专利技术一种流体状态的检测方法的检测结果可见光拍摄结果，及其与纹影摄影技术拍摄结果的对照图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。图1展示了本专利技术一种流体状态的检测方法的实施步骤示意图。包括以下步骤：S1布置能量供给源；S2将能量耦合到待检测气流中；S3开启能量供给源，直至所述气流发生放电；S4采集所述气流因发生放电而产生的发光影像。进一步的，所述能量供给源为高压电源；所述步骤还包括：布置电极，连接高压电路；在所述电极上通入待检测气流；打开电源、升高电压直至所述气体发生放电。进一步的，所述电极为：裸露的针电极、有介质阻挡的针电极、针-板电极结构、针-环电极结构、环-环电极结构、板板电极结构中的一种。进一步的，所述电极可以与高压电路直接或通过保护电路相连。进一步的，所述能量供给源为电子枪；所述步骤还包括：布置电子枪位置；通入待检测气流；通过电子枪将电子束打在待检测气流上，直至所述气体发生放电。进一步的，所述待检测气流由击穿电压低于周围环境气体的气体组成。进一步的，所述采集发光影像可以通过可见光成像技术、紫外光成像技术中的一种。进一步的，所述采集发光影像的技术为照相机、摄像机、光电耦合元件中的一种。图2展示了本专利技术一种流体状态的检测方法的具体实施例1系统
示意图。。布置电极2，连接高压直流电源6；在所述电极2上通过氦气钢瓶5、玻璃导管3导入由氦气组成的气流；打开高压直流电源6、升高电压直至所述氦气气流发生放电，产生发光，采集所述气流因发光而产生的发光影像。所述电极2可以为图3所展示的裸露的针电极1、针-环电极结构(2、5)、针-板电极(3、8)、有介质阻挡的针电极4、环-环电极结构(6、7)中的任意一种。所述电极2与高压直流电源6通过脉冲发生器7、信号发生器8相连。氦气钢瓶5通过流量控制器4进行对导入气体流量的控制。图3展示了本专利技术一种流体状态的检测方法的具体实施例2系统示意图。布置电子枪1、电子束导出机构2；通过氦气钢瓶5、玻璃导管3导入由氦气组成的气流；将电子束3打在待检测气流4上；直至所述氦气气流4发生放电，产生发光5，采集所述气流4因发光而产生的发光影像。氦气钢瓶5通过流量控制器4进行对导入气体流量的控制。通过可见光成像照相机拍摄得到附图5中的检测结果。附图6是本专利技术一种流体状态的检测方法的检测结果可见光拍摄结果，及其与纹影摄影技术拍摄结果的对照图。其中(a)部分为纹影摄影技术拍摄到的影像，(b)部分为本专利技术方法拍摄到的影像。其中影像中层流区、转捩区和湍流区。需要说明的是，本专利技术方法中的气流可以由单一种类的气体组
成，也可以是某种气体和其他气体的混合气体组成，也可以是某种气体和其他相颗粒物体组成的多相气流。以上实施例仅为本专利技术其中的一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本专利技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本专利技术的保护范围。例如:该专利技术技术方案中提到的能量供给源除了可以为实施例中提到的能量高压、电子束外，还可以为微波、粒子射线、电磁辐射等本领域惯用技术手段。因此，本专利技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种流体状态的检测方法，其特征在于包括以下步骤：布置能量供给源；将能量耦合到待检测气流中；开启能量供给源，直至所述气流发生放电；采集所述气流因发生放电而产生的发光影像。

【技术特征摘要】
1.一种流体状态的检测方法，其特征在于包括以下步骤：布置能量供给源；将能量耦合到待检测气流中；开启能量供给源，直至所述气流发生放电；采集所述气流因发生放电而产生的发光影像。2.如权利要求1所述的检测方法，其特征在于：所述能量供给源为高压电源；所述步骤还包括：布置电极，连接高压电路；在所述电极上通入待检测气流；打开电源、升高电压直至所述气体发生放电。3.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于所述电极为：裸露的针电极、有介质阻挡的针电极、针-板电极结构、针-环电极结构、环-环电极结构、板板电极结构中的一种。4.如权利要求2所述的检测方法，其特征在于所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲜于斌，卢新培，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42