【技术实现步骤摘要】
一种含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置及方法
[0001]本专利技术属于激光诊断和测温测速
，借助于测定材料的化学或物理性质来测试或分析材料，特别涉及一种含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置及方法。
技术介绍
[0002]压气机是航空发动机及燃气轮机的核心部件，其特性对核心机乃至整机性能都有着重要影响。在运行中，压气机从外界大气环境吸入空气，并逐级增压，同时空气温度也相应提高；压缩空气被压送到燃烧室与喷入的燃料混合燃烧生成高温高压的气体；然后再进入到透平中膨胀做功。压气机内部气体流场影响着整机的安全，效率以及寿命等性能，因此，对于流场信息的诊断显得尤为重要。现有的相关流场测量技术和存在缺点：通过粒子图像测速技术(PIV)+双线平面激光诱导荧光技术(双线PLIF)可以获得流场的速度矢量和温度信息。但是由于此PIV测速方法需要注入示踪粒子，会对流场产生影响，并且不太适合叶片顶部微间隙流场测，同时示踪粒子容易粘黏叶片和壁面从而影响测量；而双线PLIF测温技术一般采用双线OH
‑
PLIF或双线NO
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，包括第一激光器(1)、分光棱镜(2)、反射镜组、第二激光器、片光镜组(12)、第一相机(13)以及第二相机(15)；所述第一激光器(1)发出193nm波长激光；所述分光棱镜(2)设置在所述第一激光器(1)的激光光路上，将所述193nm波长激光分为两束激光；所述反射镜组调整所述两束激光的光路使其交叉入射至内部通有含水蒸汽空气的压气机模型(7)，将交叉点上的H2O解离成基态的OH；所述第二激光器发出308nm波长激光；所述片光镜组(12)设置在所述第二激光器的激光光路上，将所述308nm波长激光转化为片光入射至压气机模型(7)，将处于基态的OH激励至激发态的OH，并随后发出OH的PLIF荧光信号；所述第一相机(13)和第二相机(15)接收激发态OH处于不同振动能级自发辐射的PLIF荧光信号，得到用以反演温度场的两种荧光强度信息；其中，所述第一相机(13)搭配310
±
5nm滤波片，所述第二相机(15)搭配285
±
5nm滤波片。2.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述第一激光器(1)为ArF准分子激光器，其发出的193nm波长激光的频率为10
‑
200Hz，且为10Hz的整数倍。3.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述反射镜组包括第一反射镜(3)和第二反射镜(4)，所述第一反射镜(3)设置在所述分光棱镜(2)的透射光路，所述第二反射镜(4)设置在所述分光棱镜(2)的反射光路，所述第一反射镜(3)的反射光与所述第二反射镜(4)的反射光以120
°±5°
交叉。4.根据权利要求3所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述第一反射镜(3)和第二反射镜(4)均为波长范围120
‑
600nm的紫外熔石英反射镜，所述分光棱镜(2)的透反比为50％。5.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述反射镜组调整得到的两束激光的光路上分别设置有第一聚焦透镜(5)和第二聚焦透镜(6)，所述第一聚焦透镜(5)和第二聚焦透镜(6)为焦距300
‑
500mm的doe衍射透镜。6.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述第二激光器包括Nd:YAG激光器(8)和染料激光器(11)，所述Nd:YAG激光器(8)发出10Hz频率，532nm波长的激光，并入射至所述染料激光器(11)；所述染料激光器(11)泵浦Rhodamine 590染料获得566nm波长激光，再通过染料激光器内部的两块倍频晶体将该566nm波长激光倍频，输出所述308nm波长激光。7.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述片光镜组(12)由沿激光光路方向依次设置的凸透镜与平凹透镜构成，其焦距为300
‑
500mm。8.根据权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置，其特征在于，所述片光与交叉入射至压气机模型(7)的两束激光的夹角均为120
°±5°
。9.利用权利要求1所述含水蒸汽环境速度场和温度场同步测量装置的测量方法，其特征在于，对于温度场的测量，通过第一相机(13...
【专利技术属性】
技术研发人员：蔡骁，苏利民，王金华，黄佐华，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。