一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法技术

本发明专利技术涉及一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法，采用超声波声时法原理，利用超声波层析成像技术来实现。通过在叶栅通道内布置超声波传感器阵列，结合超声波信号同步扫描和接收装置，构建时差法超声波层析成像系统。当叶栅通道有气流流过时，超声波层析成像系统自动获取顺流、逆流状态下的超声波传播时间信号，并利用传播时间信号构建信号矩阵，最后利用重建算法反演得到叶栅内部叶片间的气流速度场。测量系统结构简单，方法可实现无损测量、在线测量，相比于其他探针式测量方式，测量过程中无需在流场插入探针，测量方法非接触，且不会对流场本身产生干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法
本专利技术涉及一种流体测试技术，特别涉及一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法。
技术介绍
流速测量是流体流动研究的基本要求之一。初期的流体力学研究采用管道平均流速法，通过计量一定时间内通过某个断面积的流体流量，换算流动速度，这无疑是不准确的，某些情况下(例如气体流动)甚至是不可能的。第一个准确的测量点流速的方法是“皮托管”法，根据伯努利定理，利用压力和速度的数量关系，通过测量某点的总压和静压，计算得到该点的流速。这种方法简单易行，但是空间分辨率低，同时皮托管的大小对流动有一定程度的“污染”，而且由于测压管路阻尼，只能测量稳态流动的流速，对非稳态流动是无能为力的。叶栅通道内的气流流动是极其复杂的。除了高速和旋转这两个重要基本特征外，还存在各种复杂的流动现象。比如压气机内流动由于增压流动，会出现失速流动、并发展成喘振，危及机组的安全。燃气轮机燃烧室流动受热声震荡作用，可能发生爆震，破坏燃烧室的高温防护内衬。透平流动中，冷却工质喷射并与主流掺混，可能造成叶片局部热疲劳断裂。多级压气机和透平的动静叶片排之间的高速相对运动，可能发生气流诱导的叶片颤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)在叶栅通道内相邻叶片A和B上分别布置一排微型收发一体式超声波传感器，形成传感器阵列，传感器耦合层和叶片表面平齐；2)计算机控制信号发生器发出触发脉冲，并由前置放大器进行触发脉冲功率放大，功率放大后的触发脉冲变成超声波激励脉冲，由多路选择开关控制接通传感器阵列中叶片A的某一路待激励超声波传感器，完成一次声波发射；传感器阵列中叶片B上的接收传感器也在多路选择开关控制下连接信号调理电路，进行信号放大、调理和甄别，并经采集卡送入到计算机中，完成传感器阵列中任一传感器的有效超声波渡越时间提取；3)以扫描方式，叶片A上N个传感...

【技术特征摘要】
1.一种利用超声波测量叶栅通道气流速度场方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)在叶栅通道内相邻叶片A和B上分别布置一排微型收发一体式超声波传感器，形成传感器阵列，传感器耦合层和叶片表面平齐；2)计算机控制信号发生器发出触发脉冲，并由前置放大器进行触发脉冲功率放大，功率放大后的触发脉冲变成超声波激励脉冲，由多路选择开关控制接通传感器阵列中叶片A的某一路待激励超声波传感器，完成一次声波发射；传感器阵列中叶片B上的接收传感器也在多路选择开关控制下连接信号调理电路，进行信号放大、调理和甄别，并经采集卡送入到计算机中，完成传感器阵列中任一传感器的有效超声波渡越时间提取；3)以扫描方式，叶片A上N个传感器依次发射声波，叶片B上N个传感器接收声波，完成传感器阵列中叶片A和B上的所有传感器有效超声波渡越时间提取，形成信号向量，实现N×N路径的顺流、逆流时间差值信号获取；4)利用信号向量进行速度场重建，构建层析成像...

【专利技术属性】
技术研发人员：田昌，苏明旭，贾楠，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31