包括試驗(yàn)裝置系統(tǒng)、變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置和PIV測量系統(tǒng)；所述變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置與試驗(yàn)裝置系統(tǒng)連接，又分別與PIV測量系統(tǒng)連接，通過PIV測量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)流場數(shù)據(jù)采集。
[0027]所述試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括電機(jī)5、模型栗6、管路系統(tǒng)7和穩(wěn)壓罐8 ;所述電機(jī)5的電機(jī)軸1后端連接模型栗6 ;所述模型栗6通過管路系統(tǒng)7連接穩(wěn)壓罐8共同構(gòu)成循環(huán)水路；電機(jī)5具有變頻調(diào)速功能用于驅(qū)動模型栗6工作。
[0028]如圖2所示，所述變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置包括點(diǎn)光源激光器2、動圓盤3和激光接收器4 ;如圖3所示，所述動圓盤3的圓周外緣均勻分布有N個(gè)圓孔；所述動圓盤3垂直于電機(jī)軸1且通過平鍵固定在電機(jī)軸1的前端；所述點(diǎn)光源激光器2位于動圓盤3的外側(cè)，用于發(fā)射平行于電機(jī)軸1的激光射線；所述激光接收器4位于動圓盤3的內(nèi)側(cè)，用于接收點(diǎn)光源激光器2發(fā)射的經(jīng)過圓孔的激光；所述點(diǎn)光源激光器2和激光接收器4在同一水平線上。
[0029]所述PIV測量系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)9、(XD相機(jī)10、面光源激光器11和瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12 ;所述計(jì)算機(jī)9、CCD相機(jī)10和瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12三者互相連接；所述點(diǎn)光源激光器2、激光接收器4和面光源激光器11均與瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12相連；所述瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12分別觸發(fā)點(diǎn)光源激光器2和面光源激光器11發(fā)射激光，并將激光接收器4接收到的的脈沖信號傳遞至計(jì)算機(jī)9 ;所述計(jì)算機(jī)9用于計(jì)算脈沖信號、輸出葉片栗的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速和時(shí)間，同時(shí)控制CCD相機(jī)10同步采集瞬態(tài)流場信息，并將流場信息輸出；所述CCD相機(jī)10用于將采集的流場信息傳遞至計(jì)算機(jī)9。
[0030]一種葉片栗瞬態(tài)流場同步精確測量方法，包含如下步驟:
[0031]S1:將所述動圓盤3垂直固定在電機(jī)軸1 一端隨電機(jī)軸1旋轉(zhuǎn)；計(jì)算機(jī)9控制瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12觸發(fā)點(diǎn)光源激光器2發(fā)射平行于電機(jī)軸1的激光射線，激光射線穿過動圓盤3外緣的圓孔后光信號被激光接收器4接收；
[0032]S2:激光接收器4將接收到的光信號轉(zhuǎn)換為脈沖信號輸出給瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12，計(jì)算機(jī)9接收瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12傳遞的脈沖信號，計(jì)算并輸出葉片栗的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速和時(shí)間；
[0033]瞬態(tài)轉(zhuǎn)速為輸出同步光信號時(shí)的栗轉(zhuǎn)速，為了準(zhǔn)確測量，假設(shè)T為計(jì)時(shí)單位，單位為s ；z為一個(gè)計(jì)時(shí)單位中包含的脈沖數(shù)量，取1 < z < 3 ;動圓盤3圓周外緣的圓孔數(shù)為N，貝1J瞬時(shí)轉(zhuǎn)速\= 60Xz/(NXT)。關(guān)于瞬態(tài)轉(zhuǎn)速，推導(dǎo)式如下:①每脈沖用時(shí)T/z，②每轉(zhuǎn)用時(shí)tz= t?XN，③瞬時(shí)轉(zhuǎn)速nt= 60/t z= 60Xz/(NXT)。對應(yīng)該瞬態(tài)轉(zhuǎn)速的時(shí)間為相對時(shí)間，為輸出第一個(gè)同步脈沖信號到當(dāng)前同步脈沖之間的時(shí)間間隔(精確到毫秒)。
[0034]S3:當(dāng)計(jì)算機(jī)9接收到的脈沖數(shù)量達(dá)到設(shè)定值D時(shí)，計(jì)算機(jī)9控制瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置12觸發(fā)面光源激光器11發(fā)射激光；同時(shí)，計(jì)算機(jī)9控制CCD相機(jī)10同步米集瞬態(tài)流場?目息；
[0035]其中所述設(shè)定值D為:D = i+jXN，i < N，j = 0，1，2，3...η ;其中i為初始相位時(shí)計(jì)算機(jī)9接收到脈沖信號的個(gè)數(shù)；N為動圓盤3圓周外緣的圓孔數(shù)，η為自然數(shù)。
[0036]S4:CCD相機(jī)10采集到的流場信息由計(jì)算機(jī)9顯示屏輸出，由此獲得不同轉(zhuǎn)速下同相位流場的瞬時(shí)信息；動圓盤3上圓孔數(shù)量越多可測單位相位角越小則測量精度越高。
[0037]所述實(shí)施例為本實(shí)用新型的優(yōu)選的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施方式，在不背離本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)內(nèi)容的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠做出的任何顯而易見的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種葉片栗瞬態(tài)流場同步精確測量裝置，其特征在于，包括試驗(yàn)裝置系統(tǒng)、變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置和PIV測量系統(tǒng)； 所述試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括電機(jī)(5)、模型栗(6)、管路系統(tǒng)(7)和穩(wěn)壓罐(8);所述電機(jī)(5)的電機(jī)軸(1)后端連接模型栗￠);所述模型栗(6)通過管路系統(tǒng)(7)連接穩(wěn)壓罐(8)共同構(gòu)成循環(huán)水路； 所述變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置包括點(diǎn)光源激光器(2)、動圓盤(3)和激光接收器(4);所述動圓盤(3)的圓周外緣分布有多個(gè)圓孔；所述動圓盤(3)垂直于電機(jī)軸(1)且固定在電機(jī)軸(1)的前端；所述點(diǎn)光源激光器(2)位于動圓盤(3)的外側(cè)，用于發(fā)射平行于電機(jī)軸⑴的激光射線；所述激光接收器⑷位于動圓盤⑶的內(nèi)側(cè)，用于將接收到的激光射線轉(zhuǎn)換為脈沖信號輸出給瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置(12);所述點(diǎn)光源激光器(2)和激光接收器(4)在同一水平線上； 所述PIV測量系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)(9)、C⑶相機(jī)(10)、面光源激光器(11)和瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置(12);所述計(jì)算機(jī)(9)、CCD相機(jī)(10)和瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置(12)三者互相連接；所述點(diǎn)光源激光器(2)、激光接收器(4)和面光源激光器(11)均與瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置(12)相連；所述瞬態(tài)流場同步觸發(fā)及轉(zhuǎn)速輸出裝置(12)用于觸發(fā)點(diǎn)光源激光器(2)和面光源激光器(11)發(fā)射激光，將激光接收器(4)發(fā)出的脈沖信號傳遞至計(jì)算機(jī)(9);所述計(jì)算機(jī)(9)用于計(jì)算脈沖信號、輸出葉片栗的瞬態(tài)轉(zhuǎn)速和時(shí)間，同時(shí)控制CCD相機(jī)(10)同步采集瞬態(tài)流場信息，并將流場信息輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片栗瞬態(tài)流場同步精確測量裝置，其特征在于，所述動圓盤(3)的圓周外緣均勻分布有多個(gè)圓孔。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種葉片栗瞬態(tài)流場同步精確測量裝置，其特征在于，所述動圓盤⑶通過平鍵與電機(jī)軸⑴相連。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種葉片泵瞬態(tài)流場同步精確測量裝置，包括試驗(yàn)裝置系統(tǒng)、變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置和PIV測量系統(tǒng)；試驗(yàn)裝置系統(tǒng)包括電機(jī)、模型泵、管路系統(tǒng)和穩(wěn)壓罐；電機(jī)的電機(jī)軸后端連接模型泵；模型泵通過管路系統(tǒng)連接穩(wěn)壓罐；變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置包括點(diǎn)光源激光器、動圓盤和點(diǎn)激光接收器；動圓盤的圓周外緣設(shè)有多個(gè)圓孔；動圓盤垂直于電機(jī)軸且固定在電機(jī)軸的前端；點(diǎn)光源激光器位于動圓盤的外側(cè)，激光接收器位于動圓盤的內(nèi)側(cè)，點(diǎn)光源激光器和激光接收器在同一水平線上；PIV測量系統(tǒng)連接變轉(zhuǎn)速工況轉(zhuǎn)軸相位鎖定裝置。該裝置可準(zhǔn)確測量輸出葉片泵啟動、停機(jī)過程的葉片泵轉(zhuǎn)速參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同轉(zhuǎn)速下同相位瞬態(tài)流場的數(shù)據(jù)采集。
【IPC分類】F04D15/00
【公開號】CN205001216
【申請?zhí)枴緾N201520705285
【發(fā)明人】李偉, 季磊磊, 施衛(wèi)東, 茹偉民, 李維強(qiáng), 周嶺, 楊勇飛, 蔣小平
【申請人】江蘇大學(xué)
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2015年9月11日