一种测量管道式流场的实验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管道式流场的实验装置，它包括第一水槽，所述第一水槽通过实验水槽与第二水槽相连；所述实验水槽的一侧布置有激光发射系统，另一侧布置有图像处理系统；所述第二水槽的另一端通过抽水泵与储水容器相连通，所述储水容器的底部通过输水管与第一水槽相连通，所述第一水槽的侧面安装有电动推动装置；所述储水容器的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统。能够用于测量管道的流场，进而满足广大研究者的野外使用需求，此外其组装方便，容易携带。

【技术实现步骤摘要】
一种测量管道式流场的实验装置
本技术涉及一种流体模型实验
，特别涉及了一种测量管道式流场的实验装置。
技术介绍
流体力学是连续介质力学的一门分支，是研究流体现象以及相关力学行为的科学，而流体的速度场是流体力学中重要的研究方面。对从事水生生物方面研究者来说，水生生物的速度场的精确测量是至关重要的。目前商业测量流场的仪器有ADV（AcousticDopplerVelocimetry，声学多普勒流速仪）、便携式流速仪等，这些测量工具仅可测量单点流速，且由于其必须接触流体内部，所获得的流场往往并不准确。粒子图像测速（ParticalImageVelocimetry，PIV）技术，由于其非侵入性和瞬时性的优点，弥补了上述带来的不足，从而精确获得水槽中二维平面的流场情况。目前的流场测量往往侧重于测量LoligoSystem(泳道呼吸仪)的流场，而其装置价格高昂，且不易组装携带，较难满足广大研究者的野外使用需求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种测量管道式流场的实验装置，能够用于测量管道的流场，进而满足广大研究者的野外使用需求，此外其组装方便，容易携带。为了解决上述技术问题，本技术提出以下技术方案：一种测量管道式流场的实验装置，它包括第一水槽，所述第一水槽通过实验水槽与第二水槽相连；所述实验水槽的一侧布置有激光发射系统，另一侧布置有图像处理系统；所述第二水槽的另一端通过抽水泵与储水容器相连通，所述储水容器的底部通过输水管与第一水槽相连通，所述第一水槽的侧面安装有电动推动装置；所述储水容器的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统。所述粒子投放系统包括粒子容器，所述粒子容器的内部滑动配合安装有金属陶瓷板，所述金属陶瓷板的底端连接有推动杆，所述粒子容器的顶部设置有粒子输出管，所述粒子输出管与储水容器的顶部相连。所述电动推动装置包括电机，所述电机的输出轴上安装有扇叶。所述激光发射系统包括底座，所述底座的顶部滑槽通过滑动配合安装有滑块，所述滑块的侧面通过固定螺母连接有伸缩杆，所述伸缩杆的末端安装有L型支座，所述L型支座直立的一端中间有孔洞，激光发射器固定穿过孔洞，通过螺母固定，L型支座水平的一端固定有D型柱透镜。所述图像处理系统包括底板，所述底板上固定有伸缩支座，所述伸缩支座的顶部安装有L型钢架，所述L型钢架的末端安装有CCD相机。本技术有如下有益效果：1、通过采用上述的实验装置，通过过程中，在电动推动装置的作用下，水流经过实验水槽，在实验水槽的一侧布置有激光发射系统，激光发射系统产生的面光源照亮管道的某一水层断面，在实验水槽的另一侧有图像处理系统，图像处理系统上的CCD相机记录照亮断面的示踪粒子。当水流进管道两端的水槽中时，输水管道在水泵的作用下将水抽至储水容器中储存起来，在储水容器的一侧布置有粒子投放系统，源源不断的向容器中投放示踪粒子。在储水容器的底部，连接有输水管，从而将水输送至管道中，从而实现了水的循环。CCD相机拍摄的视频导入带有后处理系统的电脑中进行相关分析，相关分析的过程为高速摄像机拍摄的视频格式，导入电脑中经过VirtualDub转换为图片格式，然后将图片格式导入MATLAB子数据库中的PIVlab中进行互相关分析，将分析的结果以ASCLL值的形式导出，便含有空间坐标X、Y以及所对应的速度数据u、v这样就实现了二维速度场测量的目的。2、本技术提供的一种测量管道式流场的实验装置，通过采用以上结构，能够准确的模拟水流速度场，同时能够利用粒子图像测速技术进行流速测量，实验数据准确，成本低。3、通过所述的激光发射系统能够配合图像处理系统对实验水槽中的流场进行分析，进而实现了二维速度场测量的目的。4、通过所述的粒子投放系统能够向整个水循环系统中不断的投入示踪粒子。附图说明下面结合附图和实施例对本技术作进一步说明。图1为本技术整体结构示意图。图2为本技术粒子投放系统结构示意图。图3为本技术电动推动装置结构示意图。图4为本技术激光发射系统结构示意图。图5为本技术图像处理系统结构示意图。图中：水槽1、实验水槽2、水槽3、激光发射系统4、电动推动装置5、图像处理系统6、输水管7、抽水泵8、储水容器9、粒子投放系统10；推动杆10-1、金属陶瓷板10-2、示踪粒子10-3、粒子容器10-4、粒子输出管10-5；电机3-1、连接杆3-2、扇叶3-3；底座4-1、滑块4-2、固定螺母4-3、伸缩杆4-4、激光发射器4-5、螺母4-6、L型支座4-7、D型柱透镜4-8；底板6-1、伸缩支座6-2、L型钢架6-3、CCD相机6-4。具体实施方式下面结合附图对本技术的实施方式做进一步的说明。如图1-5中，一种测量管道式流场的实验装置，它包括第一水槽3，所述第一水槽3通过实验水槽2与第二水槽1相连；所述实验水槽2的一侧布置有激光发射系统4，另一侧布置有图像处理系统6；所述第二水槽1的另一端通过抽水泵8与储水容器9相连通，所述储水容器9的底部通过输水管7与第一水槽3相连通，所述第一水槽3的侧面安装有电动推动装置5；所述储水容器9的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统10。通过采用上述的实验装置，工作过程中，在电动推动装置5的作用下，水流从第一水槽3中流经实验水槽2处，在实验水槽2的一侧布置有激光发射系统4，此时激光发射系统4产生的面光源照亮水层的某一段面，在实验水槽2的另一侧有图像获取系统6，图像获取系统6上的CCD相机记录照亮断面的示踪粒子。当水流流进水槽1中时，输水管道7在抽水泵8的作用下将水抽至储水容器9中储存起来，在储水容器9的一侧布置有粒子投放系统10，源源不断的向容器中投放示踪粒子。在储水容器的底部，连接有输水管7，从而将水输送至第一水槽3中，实现了水的循环。进一步的，所述粒子投放系统10包括粒子容器10-4，所述粒子容器10-4的内部滑动配合安装有金属陶瓷板10-2，所述金属陶瓷板10-2的底端连接有推动杆10-1，所述粒子容器10-4的顶部设置有粒子输出管10-5，所述粒子输出管10-5与储水容器9的顶部相连。工作过程中，通过推动杆10-1经过向上推动，带动容器内的金属陶瓷板10-2向上运动，从而压缩容器内部的示踪粒子10-3，由于粒子容器10-4的限制，示踪粒子10-3只能向上方运动，从而经过粒子输出管10-5到达储水容器9中。进一步的，所述电动推动装置5包括电机5-1，所述电机5-1的输出轴5-2上安装有扇叶5-3。当电机5-1开启后，带动连接杆5-2的转动，从而带动末端扇叶5-3的转动，实现水流的推动作用，在本实例中，电机5-1的功率可以调节，从而实现不同的流速条件，从而满足不同的实验水流需求。进一步的，所述激光发射系统4包括底座4-1，所述底座4-1的顶部滑槽通过滑动配合安装有滑块4-2，所述滑块4-2的侧面通过固定螺母4-3连接有伸缩杆4-4，所述伸缩杆4-4的末端安装有L型支座4-7，所述L型支座4-7直立的一端中间有孔洞，激光发射器4-5固定穿过孔洞，通过螺母4-6固定，L型支座4-7水平的一端固定有D型柱透镜4-8。通过采用上述结构，工作过程中，滑块4-2可以在带凹槽的底座4-1上自由滑动，滑块4-2上连接有伸缩杆4-4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测量管道式流场的实验装置，其特征在于：它包括第一水槽（3），所述第一水槽（3）通过实验水槽（2）与第二水槽（1）相连；所述实验水槽（2）的一侧布置有激光发射系统（4），另一侧布置有图像处理系统（6）；所述第二水槽（1）的另一端通过抽水泵（8）与储水容器（9）相连通，所述储水容器（9）的底部通过输水管（7）与第一水槽（3）相连通，所述第一水槽（3）的侧面安装有电动推动装置（5）；所述储水容器（9）的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统（10）。

【技术特征摘要】
1.一种测量管道式流场的实验装置，其特征在于：它包括第一水槽（3），所述第一水槽（3）通过实验水槽（2）与第二水槽（1）相连；所述实验水槽（2）的一侧布置有激光发射系统（4），另一侧布置有图像处理系统（6）；所述第二水槽（1）的另一端通过抽水泵（8）与储水容器（9）相连通，所述储水容器（9）的底部通过输水管（7）与第一水槽（3）相连通，所述第一水槽（3）的侧面安装有电动推动装置（5）；所述储水容器（9）的侧面连接有用于投放示踪粒子的粒子投放系统（10）。2.根据权利要求1所述的一种测量管道式流场的实验装置，其特征在于：所述粒子投放系统（10）包括粒子容器（10-4），所述粒子容器（10-4）的内部滑动配合安装有金属陶瓷板（10-2），所述金属陶瓷板（10-2）的底端连接有推动杆（10-1），所述粒子容器（10-4）的顶部设置有粒子输出管（10-5），所述粒子输出管（10-5）与储水容器（9）的顶部相连。3.根据权利要求1所述的一种测量管...

【专利技术属性】
技术研发人员：余英俊，胡晓，石小涛，仲召源，张永年，洪亮，夏庆，柯森繁，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：新型
国别省市：湖北,42