[实用新型]一种在风路中添加PIV示踪粒子的装置

说明书

本实用新型涉及高速气体流速及流场PIV检测的技术领域，特别涉及一种在风路中添加PIV示踪粒子的装置。其可实现在高压管路中注入悬浮液体示踪粒子的目的。具体包括待测风路、与待测风路相连通的粒子注入装置、粒子发生器，所述粒子注入装置与粒子发生器相连通；通过粒子发生器将烟雾油雾化产生的悬浮液体小颗粒烟雾作为示踪粒子，利用粒子注入装置将示踪粒子直接注入到待测风路中，实现在高压风路中添加PIV示踪粒子。

技术领域

本实用新型涉及高速气体流速及流场PIV检测的技术领域，特别涉及一种在风路中添加PIV液体小颗粒烟雾示踪粒子的装置。

背景技术

PIV粒子图像监测技术可以在不接触风源的前提下，较精确的测量流速及流场分布，其原理为在流场中布撒大量示踪粒子跟随流场运动，把激光束经过组合透镜收缩成片光源照明流场测试切面，使用数字相机拍摄流场照片，得到前后两帧粒子图像，通过计算分析获取流场中一个切面内个点的速度、流量、流线等流场特性。其测量过程需要在风路中添加均匀的示踪粒子（直径约为3μm固体颗粒或液体小颗粒烟雾）。

现有技术在风路中添加示踪粒子的方法主要有两种。

1）、使用烟雾油发生器产生的液体小颗粒烟雾在风源入口添加，在空压机提供压力时，风源入口处会产生负压，通过负压将分散的液体小颗粒烟雾吸入管路中，具有烟雾均匀，成本低等优点，但这种方法要求风源提供装置距出口处较近，且管路不能存在过多弯曲，否则会导致示踪粒子浓度大幅降低，仅适用于压力较低且管路较短的实验场合，另外，空压机本身自带的过滤装置及冷却干燥装置也会大幅降低示踪粒子浓度，应用范围较小，也会减小空压机的使用寿命。

2）、在接近出口的管路中开口，通过专用的固体粒子发生器结合高于管路压力的风源向管路中添加固体示踪粒子，具体的主要包括两种，采用流化床通过高速风将固体粒子分散到容器中，然后将分散的固体示踪粒子注入到管路中，但这种方法很难保证被流化的示踪粒子的均匀性，且可能出现团聚现象，会对测量结果产生影响，另外固体纳米颗粒价格较贵，每500克售价在千元以上，在背压0.3Mpa左右时只能使用8-10分钟。另一种为在容器中点燃艾草，通过高于待测管路的压力将艾草燃烧烟气中的固体示踪粒子注入到管路中，但这种方法会由于艾草燃烧量不易控制，且燃烧所产生的颗粒大小不均而影响监测效果。

发明内容

本实用新型就是针对现有技术存在的缺陷，提供一种在风路中添加PIV示踪粒子的方法及其装置，其利用粒子发生器生成悬浮液体小颗粒时产生的初始压力将示踪粒子注入到带有排气孔的缸体内，通过外加风源驱动缸体内部活塞将示踪粒子注入到待测管路内，从而实现在高压管路中注入悬浮液体示踪粒子的目的。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案，包括待测风路、与待测风路相连通的粒子注入装置、粒子发生器，所述粒子注入装置与粒子发生器相连通；通过粒子发生器将烟雾油雾化产生的悬浮液体小颗粒烟雾作为示踪粒子，利用粒子注入装置将示踪粒子直接注入到待测风路中，实现在高压风路中添加PIV示踪粒子。

作为本实用新型的一种优选方案，所述粒子发生器选用液体示踪粒子发生器或舞台烟雾生成器。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述待测风路包括与风源相连通的风箱、与风箱相连通的出风装置；所述风箱上开设有注入孔，该注入孔通过管路与粒子注入装置相连通。

作为本实用新型的另一种优选方案，所述待测风路包括风源及出风装置；所述的风源管路上设置有注入孔，该注入孔与粒子注入装置相连通；所述注入孔与出风装置的出风口的距离应大于2倍并小于3倍的风源管径，且应使注入孔位置与出风装置之间的管路无弯曲。