專利名稱：離心泵piv試驗(yàn)定位鎖相裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于離心泵內(nèi)部流動(dòng)試驗(yàn)的裝置，具體是離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置。
背景技術(shù)：
離心泵內(nèi)部流動(dòng)研究一直是國內(nèi)外研究的重點(diǎn)，主要有理論研究、數(shù)值研究和試驗(yàn)研究等多種研究方法，其中試驗(yàn)研究是最基本和最有效的方法之一。目前隨著工程實(shí)踐的需要以及近代光學(xué)技術(shù)、激光技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在流動(dòng)測(cè)量研究方面逐漸形成了以粒子圖像測(cè)速(PIV)、激光誘導(dǎo)熒光法等為代表的新一代流動(dòng)顯示技術(shù)，不僅能獲得較為精確的定量測(cè)量能力，而且實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜空間機(jī)構(gòu)的瞬態(tài)顯示與測(cè)量，因此對(duì)于復(fù)雜流動(dòng)的研究(尤其是離心泵內(nèi)部流動(dòng)研究)具有重要意義。
·[0003]PIV技術(shù)的基本原理是在流場(chǎng)中布撒示蹤粒子，使用脈沖激光片光源照亮所測(cè)流場(chǎng)區(qū)域，通過連續(xù)兩次或多次曝光，使得粒子的圖像被記錄在底片或CCD相機(jī)中，并采用光學(xué)楊氏條紋法、自相關(guān)法或互相關(guān)法來處理所獲得的圖像，從而計(jì)算出流場(chǎng)中各點(diǎn)的流速矢量和其他運(yùn)動(dòng)參量(包括速度矢量圖、速度分量圖、流線圖等)。從本質(zhì)上來講，PIV是利用布撒在流體中的跟隨性較好的示蹤粒子來表現(xiàn)該位置上的流場(chǎng)速度。由于離心泵內(nèi)部的流動(dòng)是一種旋轉(zhuǎn)的復(fù)雜流動(dòng)，并且離心泵內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有不對(duì)稱性，因此在進(jìn)行PIV測(cè)試試驗(yàn)時(shí)，如何對(duì)離心泵內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的葉輪進(jìn)行跟蹤定位，確保所拍攝圖像中的葉輪葉片都是位于同一位置和同一流道中，以便于通過PIV技術(shù)生成的離心泵內(nèi)部瞬態(tài)圖像更為精準(zhǔn)，是一個(gè)亟待解決的難題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服上述背景技術(shù)中的不足，提供一種新型的離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，該裝置應(yīng)能在離心泵進(jìn)行PIV試驗(yàn)時(shí)，精確定位轉(zhuǎn)動(dòng)中的離心泵葉輪位置，并將該位置信號(hào)傳遞給PIV試驗(yàn)裝置以便于后續(xù)的圖像生成，并且該裝置還應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低和精度較高的特點(diǎn)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，該裝置包括模型泵、驅(qū)動(dòng)模型泵的電機(jī)以及PIV裝置，所述PIV裝置包括計(jì)算機(jī)、與計(jì)算機(jī)連接的同步控制器、與同步控制器連接并用于照射模型泵內(nèi)部的激光系統(tǒng)、與計(jì)算機(jī)連接并用于拍攝模型泵內(nèi)部粒子圖像的兩臺(tái)CCD相機(jī)，其特征在于所述電機(jī)上安裝有向PIV裝置輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的定位裝置。所述定位裝置包括一安裝于電機(jī)工作軸上并輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的軸編碼器以及與所述軸編碼器連接并用于統(tǒng)計(jì)軸編碼器輸出信號(hào)的計(jì)數(shù)器。所述計(jì)數(shù)器與所述同步控制器電連接。本實(shí)用新型的有益效果是本實(shí)用新型提供的離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，通過在電機(jī)的工作軸上連接一個(gè)軸編碼器，該軸編碼器可將電機(jī)工作軸的轉(zhuǎn)動(dòng)情況轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)并傳輸給計(jì)數(shù)器進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)計(jì)數(shù)器的統(tǒng)計(jì)信號(hào)達(dá)到預(yù)定值后將觸發(fā)激光系統(tǒng)并進(jìn)行拍照，使得在拍照時(shí)離心泵葉輪的葉片都位于同一位置上，實(shí)現(xiàn)了 Piv測(cè)試試驗(yàn)時(shí)的定位鎖相；因此該裝置不僅結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，而且定位精度高，能夠適應(yīng)離心泵內(nèi)部流場(chǎng)的研究需要，完全達(dá)到了預(yù)期的效果。

圖I是本實(shí)用新型的示意圖。
具體實(shí)施方式
如圖所示，離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，包括模型泵3、驅(qū)動(dòng)模型泵的電機(jī)I以及PIV裝置；其中，所述PIV裝置包括計(jì)算機(jī)5、同步控制器7、激光系統(tǒng)6和兩臺(tái)CCD相機(jī)
4;計(jì)算機(jī)分別與同步控制器和兩臺(tái)CCD相機(jī)連接，同步控制器與激光系統(tǒng)連接；另外，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝有軸編碼器2，軸編碼器與計(jì)數(shù)器8連接，計(jì)數(shù)器與同步控制器通過導(dǎo)線實(shí)現(xiàn) 電連接。本實(shí)用新型中軸編碼器的工作原理是當(dāng)電機(jī)工作軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，軸編碼器將輸出以下脈沖信號(hào)首先，軸編碼器內(nèi)的兩個(gè)圓光柵能隨電機(jī)工作軸同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，光線透過圓光柵的線紋部分后將形成兩個(gè)明暗相間的光條紋信號(hào)，光電元件接收這兩個(gè)光條紋信號(hào)后將發(fā)出兩個(gè)交替變換的脈沖信號(hào)；此外軸編碼器上還將發(fā)出一個(gè)Z相脈沖信號(hào)，又稱為“每轉(zhuǎn)脈沖”，它表示電機(jī)工作軸旋轉(zhuǎn)的原點(diǎn)；這三個(gè)脈沖信號(hào)被發(fā)送到計(jì)數(shù)器中，計(jì)數(shù)器通過計(jì)算脈沖的數(shù)量和頻率就可測(cè)出電機(jī)工作軸以及離心泵葉輪的轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速。本實(shí)用新型中計(jì)數(shù)器是數(shù)字系統(tǒng)中用途最廣的基本邏輯器件，其功能是統(tǒng)計(jì)軸編碼器發(fā)出脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)，并通過同步控制器來觸發(fā)激光系統(tǒng)發(fā)出片光；另外，該計(jì)數(shù)器使用了 L0CK(K/P)鍵保護(hù)鍵盤，可保證設(shè)置不會(huì)被輕易更改。本實(shí)用新型中的軸編碼器和計(jì)數(shù)器均可通過購買獲得。本實(shí)用新型的工作步驟如下首先設(shè)定好計(jì)數(shù)器，電機(jī)在啟動(dòng)時(shí)將帶動(dòng)模型泵轉(zhuǎn)動(dòng)，連接在電機(jī)工作軸上的軸編碼器則測(cè)出電機(jī)工作軸的轉(zhuǎn)速并發(fā)出脈沖信號(hào)至計(jì)數(shù)器；計(jì)數(shù)器對(duì)接收到的脈沖信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，當(dāng)發(fā)出脈沖信號(hào)的個(gè)數(shù)達(dá)到計(jì)數(shù)器的設(shè)定值時(shí)，同步控制器在計(jì)算機(jī)的控制下觸發(fā)激光系統(tǒng)發(fā)出激光，同時(shí)CCD相機(jī)在計(jì)算機(jī)的控制下進(jìn)行拍照；這樣就保證了在拍照時(shí)模型泵上葉輪的葉片剛好轉(zhuǎn)到同一位置。
權(quán)利要求1.離心泵Piv試驗(yàn)定位鎖相裝置，該裝置包括模型泵(3)、驅(qū)動(dòng)模型泵的電機(jī)(I)以及PIV裝置，所述PIV裝置包括計(jì)算機(jī)(5)、與計(jì)算機(jī)連接的同步控制器(7)、與同步控制器連接并用于照射模型泵內(nèi)部的激光系統(tǒng)(6)、與計(jì)算機(jī)連接并用于拍攝模型泵內(nèi)部粒子圖像的兩臺(tái)CCD相機(jī)(4)，其特征在于所述電機(jī)上安裝有向PIV裝置輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的定位>J-U裝直。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，其特征在于，所述定位裝置包括一安裝于電機(jī)工作軸上并輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的軸編碼器(2)以及與所述軸編碼器連接并用于統(tǒng)計(jì)軸編碼器輸出信號(hào)的計(jì)數(shù)器(8)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，其特征在于，所述計(jì)數(shù)器與所述同步控制器電連接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置。所要解決的技術(shù)問題是提供的裝置應(yīng)能在離心泵進(jìn)行PIV試驗(yàn)時(shí)，精確定位轉(zhuǎn)動(dòng)中的離心泵葉輪位置，并將該位置信號(hào)傳遞給PIV試驗(yàn)裝置以便于后續(xù)的圖像生成，并且該裝置還應(yīng)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本較低和精度較高的特點(diǎn)。技術(shù)方案是離心泵PIV試驗(yàn)定位鎖相裝置，該裝置包括模型泵、驅(qū)動(dòng)模型泵的電機(jī)以及PIV裝置，所述PIV裝置包括計(jì)算機(jī)、與計(jì)算機(jī)連接的同步控制器、與同步控制器連接并用于照射模型泵內(nèi)部的激光系統(tǒng)、與計(jì)算機(jī)連接并用于拍攝模型泵內(nèi)部粒子圖像的兩臺(tái)CCD相機(jī)，其特征在于所述電機(jī)上安裝有向PIV裝置輸出電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)的定位裝置。
文檔編號(hào)G01M10/00GK202614500SQ20122017576
公開日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月23日
發(fā)明者李昳, 黃遠(yuǎn)民, 崔巧玲, 金守泉 申請(qǐng)人:浙江理工大學(xué)