[发明专利]一种示踪粒子发生器

说明书

本发明提供了一种示踪粒子发生器，粒子容纳室和粒子均匀室为同轴的圆筒状结构，粒子容纳室的环形台面沿周向均匀设置有多个倾斜旋流管，粒子均匀室的筒壁沿周向均匀设置有多个水平旋流管，第一中间垂直管插入粒子容纳室，第二中间垂直管插入粒子均匀室，其入口端安装有遮挡罩；粒子容纳室容纳示踪粒子，气体由第一中间垂直管、倾斜旋流管和水平旋流管通入示踪粒子发生器，示踪粒子和气体的混合物由第二中间垂直管流出。通过调节第一中间垂直管、倾斜旋流管、水平旋流管的气体流量，可以方便灵活地调节示踪粒子的浓度，示踪粒子浓度调节范围广；固定颗粒和液体都能适用，通过更换倾斜旋流管的出口喷嘴即可实现液体和固体颗粒的切换。

技术领域

本发明涉及流体速度场测量装置技术领域，尤其涉及一种示踪粒子发生器，其特别适用激光多普勒测速仪(LDV)、粒子图像测速仪(PIV)等基于光学手段的流体速度场测量仪器。

背景技术

激光多普勒测速仪(LDV)、粒子图像测速仪(PIV)等基于光学手段的流体速度场测量仪器，在进行流体的速度场测试时，必须在被测流场中释放细小的颗粒物，这些小颗粒物可以跟随流体一起运动，这些颗粒的直径在几微米时，流体跟随性很好，可以认为小颗粒的速度就是该位置流体的速度，因此，利用光学方法测量这些小颗粒的速度就获得了该位置流体的速度，这些小颗粒就称为示踪粒子。为了获得优质的速度测量结果，这些小颗粒必须被均匀播撒到被测流场中。

激光多普勒测速仪是单点速度测量仪器，它通过测量流场中某一位置小颗粒的多普勒频移来获得该点的速度。采用激光多普勒测速仪测量速度时，示踪粒子的浓度不需要很高，浓度太高反而不利于提高频响、并会造成较大的测量误差。

常用的粒子图像测速仪是二维速度场测量仪器，与激光多普勒测速仪相比，它要求被测流场中示踪粒子的浓度要更大、更均匀，否则无法得到有效的速度场结果。

示踪粒子可以是固体颗粒，也可是细小的液滴。目前的示踪粒子发生装置往往只能播撒固体颗粒或者液体，无法既可以使用固体颗粒也可以使用液滴；而且为了均匀播撒示踪粒子，往往采用多层筛网或者过滤阀，这种方式虽然改善了均匀性，但同时也增大了流动损失，无法大范围调节示踪粒子浓度。

可见，亟需一种示踪粒子浓度调节范围广、示踪粒子播撒均匀、压力损失小、液体和固体颗粒均能使用的示踪粒子发生器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种示踪粒子发生器。

(二)技术方案

本发明提供了一种示踪粒子发生器，包括：粒子容纳室和粒子均匀室为同轴的圆筒状结构，二者沿轴向连接且内部连通，形成一整体封闭的腔体；所述粒子容纳室的连接粒子均匀室的壁面形成一环形台面，所述环形台面沿周向均匀设置有多个倾斜旋流管，所述倾斜旋流管通入粒子容纳室内部，所述粒子容纳室与外部连通；所述粒子均匀室的筒壁沿周向均匀设置有多个水平旋流管，所述水平旋流管通入粒子均匀室内部，所述粒子均匀室与外部连通；第一中间垂直管插入粒子容纳室，其入口端露出于粒子容纳室外；第二中间垂直管插入粒子均匀室，其出口端露出于粒子均匀室外，其入口端安装有遮挡罩；所述粒子容纳室容纳示踪粒子，气体由所述第一中间垂直管、倾斜旋流管和水平旋流管通入示踪粒子发生器，所述示踪粒子和气体的混合物由第二中间垂直管流出。

优选地，当所述第一中间垂直管的气体流量增大、倾斜旋流管和水平旋流管的气体流量减小时，所述示踪粒子的浓度降低；当所述第一中间垂直管的气体流量减小、倾斜旋流管和水平旋流管的气体流量增大时，所述示踪粒子的浓度增大。

优选地，所述第一中间垂直管为多节管通过螺纹连接而成，第一中间垂直管伸入遮挡罩内部的长度越长，示踪粒子的浓度越高；反之，示踪粒子的浓度越低。