一种近壁面流速测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种近壁面流速测量装置，该装置的激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置的输入端与控制电路模块的输出端相连接，控制电路模块的输入端与PC机的输出端相连接，温度传感器、湿度传感器、激光测距仪、高精度高速红外测温装置的输出端与数据采集电路的输入端相连接，数据采集电路的输出端与PC机的输入端相连接，PC机根据近壁面流速的计算公式以及所述数据采集电路采集的数据计算出近壁面流速。本实用新型专利技术提供的装置不与待测壁面接触，对边界层流动无干扰，并具有测量方便、快速、精度高，布置灵活、简单的特点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及流速的测量领域，特别是涉及一种近壁面流速测量装置。
技术介绍
流场中物体近壁面区域流动情况的研究对空气动力学的发展十分重要。目前对近壁面流速的测量方法主要有测压管测量、热线测速、热膜测速、LDV测量、PIV测量等，但前三种测量方式对边界层流动有干扰，对处理精度产生了不良的影响；后两种测量方式需要在流场中加入高质量的示踪粒子，操作复杂，成本高。
技术实现思路
本技术的目的在于完善风洞实验测量技术，提供一种简便可靠、快速精确地测量物体近壁面流速的装置。为实现上述目的，本技术提供了一种近壁面流速测量装置，其特征在于，所述装置包括激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感器、湿度传感器、控制电路模块、数据采集电路、PC机和受热片，所述受热片粘贴于待测壁面，所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感器、湿度传感器、控制电路模块、数据采集电路、PC机布置在风洞试验流场之外，所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置的输入端与所述控制电路模块的输出端相连接，所述控制电路模块的输入端与所述PC机的输出端相连接，所述温度传感器、湿度传感器、激光测距仪、高精度高速红外测温装置的输出端与所述数据采集电路的输入端相连接，所述数据采集电路的输出端与所述PC机的输入端相连接，所述PC机根据近壁面流速的计算公式以及所述数据采集电路采集的数据计算出近壁面流速。可选地，所述加热源为红外定向强辐射器或低功率激光加热器。可选地，所述受热片的表面尺寸大于加热光斑，所述受热片包括受热层、反射涂层、绝热层、粘贴层。可选地，所述受热片为贴片或贴膜。可选地，所述受热层用于吸收加热源向其输入的能量并转化为自身内能；所述反射涂层用于将透射过受热层的能量反射回受热层，使能量完全被受热层吸收；所述绝热层用于隔绝所述受热层向物体传导热量；所述粘贴层用于使所述受热片牢固地粘贴于待测壁面。本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：本实用新型提供的近壁面流速测量装置可以精确地测量流场中物体近壁面流动速度，为测量近壁面流速提供了一种新方法，而且本技术提供的装置仅需在实验物体表面需要测量流速的位置粘贴贴片或贴膜，使用简便灵活，对实验物体无损坏，无需布置管、线等，对近壁面处流动无干扰，使实验结果更加准确。此外，实验只需消耗贴片或贴膜，设备能耗低，单次实验成本较低。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术一种近壁面流速测量装置的结构示意图；图2为本技术一种近壁面流速测量方法的流程图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的目的是提供一种对边界层流动无干扰、操作简单、测量方便的近壁面流速测量装置。为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1为本技术一种近壁面流速测量装置的结构示意图，如图1所示，本技术提供的近壁面流速测量装置包括激光指示器8、激光测距仪5、加热源7、高精度高速红外测温装置6、温度传感器3、湿度传感器4、控制电路模块11、数据采集电路9、PC机10和受热片2，受热片2粘贴于待测壁面1，激光指示器8、激光测距仪5、加热源7、高精度高速红外测温装置6、温度传感器3、湿度传感器4、控制电路模块11、数据采集电路9、PC机10布置在风洞试验流场之外，激光指示器8、激光测距仪5、加热源7、高精度高速红外测温装置6的输入端与所述控制电路模块11的输出端相连接，所述控制电路模块11的输入端与所述PC机10的输出端相连接，所述温度传感器3、湿度传感器4、激光测距仪5、高精度高速红外测温装置6的输出端与所述数据采集电路9的输入端相连接，所述数据采集电路9的输出端与所述PC机10的输入端相连接，所述PC机10根据近壁面流速的计算公式以及所述数据采集电路采集9的数据计算出近壁面流速。加热源7为红外定向强辐射器或低功率激光加热器，受热片2的表面尺寸大于加热光斑，所述受热片2包括受热层、反射涂层、绝热层、粘贴层，所述受热片2为贴片或贴膜。所述贴片的表面尺寸应略大于加热光斑，从而保证红外定向强辐射器或低功率激光加热器在表面投射的光斑不超出贴片范围，以防止由于直接照射或反射而对实验物体或其他实验器材和实验人员造成不利影响。所述贴膜为表面尺寸远大于加热光斑，使测量系统可测量其覆盖的物体壁面上任意一点或多点的近壁面流速。贴片和贴膜的分层结构相同，至少包括但不限于以下四层：受热层，根据加热源的类型选择其材料和厚度，用于吸收加热源向其输入的能量并转化为自身内能，温度上升；反射涂层，将透射受热层的激光或红外辐射反射回受热层，使能量完全被受热层吸收；绝热层，隔绝受热层向物体的热传导；粘贴层，用于使贴片或贴膜牢固地粘贴于物体表面。图2为本技术一种近壁面流速测量方法的流程图，如图2所示，本实用新型提供的近壁面流速测量方法的步骤为：001：粘贴受热片，在待测壁面粘贴受热片；002：启动风洞，将风速稳定在实验风速；003：确定测量装置的位置，启动所述激光指示器，使所述加热源能够对准所述受热片，以此位置作为测量装置的位置；004：测距，关闭所述激光指示器，开启所述激光测距仪测量所述待测壁面到所述激光测距仪的距离；005：采集测得的距离数据，利用数据采集电路采集所述所述激光测距仪所测的距离数据；006：采集温湿度传感器测量的温湿度值，利用采集模块采集温度传感器测得的环境温度值和湿度传感器测得的环境湿度值；007：对所述受热片加热，测量并记录所述受热片的温度随时间的变化；008：修正所测受热片的温度数据，PC机根据所述距离数据、所述环境湿度值对所测受热片的温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种近壁面流速测量装置，其特征在于，所述装置包括激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感器、湿度传感器、控制电路模块、数据采集电路、PC机和受热片，所述受热片粘贴于待测壁面，所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感器、湿度传感器、控制电路模块、数据采集电路、PC机布置在风洞试验流场之外，所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置的输入端与所述控制电路模块的输出端相连接，所述控制电路模块的输入端与所述PC机的输出端相连接，所述温度传感器、湿度传感器、激光测距仪、高精度高速红外测温装置的输出端与所述数据采集电路的输入端相连接，所述数据采集电路的输出端与所述PC机的输入端相连接，所述PC机根据近壁面流速的计算公式以及所述数据采集电路采集的数据计算出近壁面流速。

【技术特征摘要】
1.一种近壁面流速测量装置，其特征在于，所述装置包括激光指示器、
激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感器、湿度传感器、
控制电路模块、数据采集电路、PC机和受热片，所述受热片粘贴于待测壁面，
所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置、温度传感
器、湿度传感器、控制电路模块、数据采集电路、PC机布置在风洞试验流场
之外，所述激光指示器、激光测距仪、加热源、高精度高速红外测温装置的
输入端与所述控制电路模块的输出端相连接，所述控制电路模块的输入端与所
述PC机的输出端相连接，所述温度传感器、湿度传感器、激光测距仪、高精
度高速红外测温装置的输出端与所述数据采集电路的输入端相连接，所述数据
采集电路的输出端与所述PC机的输入端相连接，所述P...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹杰汛，胡兴军，刘宇堃，杜玮，薛超坦，李冠群，惠政，姚宏义，王彬彬，董春波，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22