[发明专利]一种用于测量叶轮机械内部流场速度的装置及方法

权利要求书

1.一种利用测量装置测量叶轮机械内部流场速度的方法，该测量装置包括激光发生器(1)、激光束(2)、透光玻璃(3)、被测点(4)、压气机轮毂(5)、数据采集系统、三维坐标架、可视窗口和示踪粒子发生器，所述激光发生器(1)发射激光束(2)通过透光玻璃(3)将激光束(2)聚焦在压气机轮毂(5)上的被测点(4)，通过移动三维坐标架测定不同位置的示踪粒子发生器发出的示踪颗粒流，并通过数据采集系统进行数据处理并显示在可视窗口；所述透光玻璃内外表面均为弧形，弧度与被测装置机匣弧度相同，厚度为0.5mm，紧贴机匣内壁面安装，保持机匣内壁型线不变；其特征在于，包含以下步骤：

步骤一：将示踪粒子发生器放置于距压气机进气道入口约一米处，其喷出的烟雾颗粒被吸入压气机进气流道中，随空气一起流动；

步骤二：调整激光焦点位置；激光发生器(1)间的安装角度介于15°～30°之间，固定于悬挂在压气机上方的三维坐标架上，所产生的激光束(2)透过弧度与被测装置机匣弧度相同的透光玻璃(3)射入压气机流道中，且聚焦于被测点(4)；

步骤三：调整激光的测量范围；使其在X方向上，即压气机周向方向，可以在0-600mm范围内移动；在Y方向上，即压气机轴向方向，可以在0-600mm范围内移动；在Z方向上，及垂直方向，可以在0-500mm范围内移动，实现在不同的测量区域进行测量；

步骤四：对所测结果进行坐标变换；根据坐标转换公式计算得到被测位置上气流沿周向、轴向和径向三个方向上的速度分量；然后调整三维坐标架，移动焦点的位置，重新调整设置面板中的激光强度以及数据采集系统中的敏感度和采集范围，使数据采集系统所采集到的数据有效率在60％以上；

步骤五：判断是否继续测量，如果是，则返回步骤二；如果否，则完成测量，并结束；

数据采集系统测得的三个速度分量分别为U₁，U₂和U₃，激光发生器与中轴线的安装角度分别为α和β，记U为所测位置轴向速度，V为周向速度，W为径向速度，则实际该点处的速度大小计算方法如下：

U＝U₂