本实用新型专利技术提供了一种气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置，属于气流场测量仪器技术领域，它解决了目前在高速、管道内气流场环境投放示踪粒子时测量精度降低，达不到PIV成像测试要求的问题。本实用新型专利技术包括储气罐、CCD相机和激光片光源，储气罐的一侧设置有气体压缩机，气体压缩机的一端连通设置有输气管，输气管的另一端贯穿至储气罐的内部，储气罐的一侧分别连通设置有连通管和输送管。本实用新型专利技术不仅能够使被测气体与示踪粒子均匀混合，还可以使速度较小的示踪粒子加速通过投放装置，以达到被测管道内气体的速度要求，避免示踪粒子的速度过慢，本实用新型专利技术的所提供的方案不仅操作便捷，同时还可以有效提升测试结果的准确性。的准确性。的准确性。
【技术实现步骤摘要】
气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置
[0001]本技术属于气流场测量仪器
，涉及测试系统及高速投放装置，特别是气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置。
技术介绍
[0002]粒子成像测速技术又简称PIV，是目前新兴的一种瞬态流场测量技术，其原理是由脉冲激光源通过柱面镜和球面镜形成的片光源，通过对流场中散布光散射性好、更随性好的示踪粒子，照亮流场中的一个很薄的流场层片，在与片光源相垂直方向的CCD或照相机摄下了流场层片中的流动粒子的图像，然后把图像数字化送入计算机，利用自相关或互相关原理进行图像处理。PIV测试随之具有整体性和瞬时性，可定量测量流场中某一被测截面上所有点的速度分布，测量结果也是流场瞬间状态的反应，因此，PIV在测量快速变化的流场时具有重要的作用。PIV可用于测量气体和液体的流场，在测量不同流场时需要使用不同的示踪粒子。在气流场测试方面PIV技术已广泛应用于研究比如燃烧火焰场，内燃机，自然对流，火箭发射，尾部流场，火炮发射口流场等典型的瞬态流场，并且可获得传统测试技术无法观察到的许多流动瞬态结构。
[0003]示踪粒子投放装置是PIV测速系统的重要组成部分之一，它主要完成将示踪粒子加入到被测流场中的功能。通常采用PIV进行低速气流场测量的研究使用的示踪粒子投放装置为植物油雾化装置，其特点是将高速压缩空气通入雾化装置腔体后引射腔体底部液体使之雾化，并通过顶部出口排出，其特点是产生的示踪粒子投放方便、灵活，雾化装置与被测件连接简单。
[0004]然而，若PIV在高速气流场的试验环境应用中，如内燃机缸内，进、排气管内流场、高速列车头型气动外形优化风洞试验中，被测气流速度快，可达上百米每秒或更快，并且要求粒子布撒浓度适当且布撒均匀，确保示踪粒子在测试过程中不出现或少出现聚团现象，布撒方式方便。传统的气流场测速试验中示踪粒子的投放是在试验段入口处，安插较细带孔钢管，将示踪粒子通过钢管排入试验段。这种方式由于在实验段前面来流方向上有钢管存在，在钢管的后方会形成旋涡，影响流场的测量。另一种方式是从开口段出口处向风洞内投放粒子，示踪粒子随着风在风洞中循环从实验段入口处出来，这种方式对测试开式管道内流速度场试验很不方便。
技术实现思路
[0005]本技术的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置，该气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置解决了在高速、管道内气流场环境投放示踪粒子时，达不到PIV成像测试要求，使测量精度降低的问题。
[0006]本技术的目的可通过下列技术方案来实现：
[0007]气流场PIV测试系统，包括储气罐、CCD相机和激光片光源，所述储气罐的一侧设置
有气体压缩机，所述气体压缩机的一端连通设置有输气管，所述输气管的另一端贯穿至储气罐的内部，所述储气罐的一侧分别连通设置有连通管和输送管，所述连通管的另一端分别设置有第一压力表和连接管，所述连接管的另一端设置有示踪粒子发生器，所述输送管的另一端设置有示踪粒子高速投放装置，所述示踪粒子高速投放装置的另一侧设置有出管，所述出管的另一端连通设置有被测试验段。
[0008]本技术的工作原理是：开启气体压缩机使气体经过输气管进入储气罐的内部，打开第三截止阀使气体经过输送管进入装置外壳的内部，而同时打开球阀，开启示踪粒子发生器使示踪粒子进入装置外壳的内部，同时待测气体经过射流喷嘴喷入装置外壳内部，此时待测气体与示踪粒子相互混合，并经过整流网，从而使待测气体与示踪粒子均匀混合，并能够对示踪粒子进行加速。
[0009]所述输气管的表面固定设置有第一截止阀，所述连接管的表面固定设置有第二截止阀。
[0010]采用以上结构，分别用于对输气管和连接管的开合进行控制。
[0011]所述储气罐的另一侧连通设置有排污管，所述排污管的表面固定设置有控制阀门。
[0012]采用以上结构，用于对储气罐内部的污水进行排放。
[0013]所述输送管的表面固定设置有第三截止阀，所述出管的表面固定设置有第四截止阀。
[0014]采用以上结构，分别用于对输送管和出管的开合进行控制。
[0015]所述出管的表面还分别固定设置有第二压力表和流量计，且第二压力表和流量计分别位于第四截止阀的两侧。
[0016]所述示踪粒子高速投放装置包括装置外壳、进口法兰、射流喷嘴、整流网、出口法兰、进管和球阀，所述进口法兰设置在射流喷嘴的一端，所述进口法兰与输送管相互连通，所述射流喷嘴贯穿装置外壳，所述整流网设置在装置外壳的内部，所述出口法兰设置在装置外壳的另一端，所述进管的一端贯穿装置外壳，且球阀固定设置在进管的表面。
[0017]采用以上结构，用于使被测气体和示踪粒子均匀混合，并提升检测精度。
[0018]采用以上结构，用于检测出管内部的压力，并计算出管内部的流量。
[0019]与现有技术相比，本气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置具有以下优点：
[0020]1、本技术不仅能够使被测气体与示踪粒子均匀混合，还可以使速度较小的示踪粒子加速通过投放装置，以达到被测管道内气体的速度要求，避免示踪粒子的速度过慢，提升测试结果的准确性，并给测试带来了诸多便利，解决了目前在高速、管道内气流场环境投放示踪粒子时，达不到PIV成像测试要求，使测量精度降低的技术问题。
[0021]2、通过第一截止阀和第二截止阀的设置，第一截止阀用于对输气管的开合进行控制，而第二截止阀则用于对连接管的开合进行控制。
[0022]3、通过排污管和控制阀门的设置，储气罐在长期使用过程中会存在水，而排污管则用于排出储气罐内部的水，同时控制阀门则用于对排污管的开合进行控制。
附图说明
[0023]图1是本技术的结构示意图。
[0024]图2是本技术中示踪粒子高速投放装置的结构示意图。
[0025]图3是本技术中储气罐的剖面结构示意图。
[0026]图4是本技术的局部结构示意图。
[0027]图中，1、储气罐；2、输气管；3、气体压缩机；4、连通管；5、第一压力表；6、连接管；7、示踪粒子发生器；8、示踪粒子高速投放装置；81、装置外壳；82、进口法兰；83、射流喷嘴；84、整流网；85、出口法兰；86、进管；87、球阀；9、输送管；10、被测试验段；11、CCD相机；12、激光片光源；13、第一截止阀；14、第二截止阀；15、第三截止阀；16、第四截止阀；17、流量计；18、第二压力表；19、排污管；20、控制阀门；21、出管。
具体实施方式
[0028]以下是本技术的具体实施例并结合附图，对本技术的技术方案作进一步的描述，但本技术并不限于这些实施例。
[0029]如图1
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图4所示，本气流场PIV测试系统及示踪粒子的高速投放装置，包括储气罐1、CCD相机11和激光片光源12，储气罐1的一侧设置有气体压本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.气流场PIV测试系统，包括储气罐（1）、CCD相机（11）和激光片光源（12），其特征在于，所述储气罐（1）的一侧设置有气体压缩机（3），所述气体压缩机（3）的一端连通设置有输气管（2），所述输气管（2）的另一端贯穿至储气罐（1）的内部，所述储气罐（1）的一侧分别连通设置有连通管（4）和输送管（9），所述连通管（4）的另一端分别设置有第一压力表（5）和连接管（6），所述连接管（6）的另一端设置有示踪粒子发生器（7），所述输送管（9）的另一端设置有示踪粒子高速投放装置（8），所述示踪粒子高速投放装置（8）的另一侧设置有出管（21），所述出管（21）的另一端连通设置有被测试验段（10）。2.根据权利要求1所述的气流场PIV测试系统，其特征在于，所述输气管（2）的表面固定设置有第一截止阀（13），所述连接管（6）的表面固定设置有第二截止阀（14）。3.根据权利要求1所述的气流场PIV测试系统，其特征在于，所述储气罐（1）的另一侧连通设置有排污管（19），所述排污管（19）的表面固定设置有控制阀门（20...
【专利技术属性】
技术研发人员：申正精，韩伟，马登学，富友，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：
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