[发明专利]一种微小转静间隙的压力测量装置与方法

权利要求书

1.一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，包括：静止圆筒、旋转圆柱、可调移动台、至少两个静压测量通道，所述静止圆筒固定在可调移动台上，且所述静止圆筒套设在旋转圆柱外部，静止圆筒内壁面与旋转圆柱外壁面形成微小转静间隙，每个静压测量通道都包括：开设在静止圆筒筒壁上的静压阶梯通孔、毛细针管、硅胶软管、U形管、夹钳式超声波流量传感器，所述毛细针管从静止圆筒外壁面插入静压阶梯通孔，所述U形管以一侧管壁垂直于地面的方式固定在立板上，U形管的另一侧管壁与垂直于地面的一侧管壁的夹角为锐角，U形管垂直于地面的一侧管壁通过硅胶软管与毛细针管连通，夹钳式超声波流量传感器安装在U形管的另一侧管壁上，所述U形管的另一侧管壁与大气连通。

2.根据权利要求1所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，各静压测量通道中的静压阶梯通孔在静止圆筒中截面位置环绕一周，最小间隙高度一侧的相邻两个静压阶梯通孔的周向夹角为8°-10°，最大间隙高度一侧的相邻两个静压阶梯通孔的轴向周向夹角为18°-20°，相邻两个静压阶梯通孔的轴向偏置间隔为0.5mm-1mm。

3.根据权利要求2所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，所述最小间隙高度一侧为周向角处于[π/2,3π/2]的微小转静间隙，最大间隙高度的一侧为周向角处于[3π/2,5π/2]的微小转静间隙。

4.根据权利要求1或2或3所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，所述静压阶梯通孔为孔径递减的三阶梯通孔，最大孔径的通孔与静止圆筒外壁面连通，最小孔径的通孔与静止圆筒内壁面连通。

5.根据权利要求4所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，所述毛细针管的外径小于静压阶梯通孔的最大孔径，毛细针管从静止圆筒外壁面插入最大孔径的通孔，在毛细针管与最大孔径的插接处涂有密封胶。

6.根据权利要求1所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，所述U形管的另一侧管壁与垂直于地面的一侧管壁的夹角为45°-60°，U形管两侧管壁的内径为5-8mm，另一侧管壁的管长为300mm。

7.根据权利要求1所述一种微小转静间隙的压力测量装置，其特征在于，所述夹钳式超声波流量传感器安装在U形管另一侧管壁高度中心线以下的位置。

8.一种微小转静间隙的压力测量方法，其特征在于，通过权利要求1所述装置实现，具体为：

根据待测量的偏心率工况计算可调移动台的横向位移，操作可调移动台调整静止圆筒与旋转圆柱的相对位置，直至满足待测量的偏心率工况；

向每个静压测量通道中U形管与大气连通的一侧管壁注入75％-99％浓度的乙醇溶液，直至乙醇溶液的液面位于高度中心线位置，给各夹钳式超声波流量传感器通电并进行初始化校正；

驱动旋转圆柱，读取各夹钳式超声波流量传感器记录的液体流量，根据各夹钳式超声波流量传感器记录的液体流量计算各U形管连通大气一侧管壁的液位差，根据各U形管连通大气一侧管壁的液位差计算各静压测量通道的压力检测值。

9.根据权利要求8所述一种微小转静间隙的压力测量方法，其特征在于，采用高速电机驱动旋转圆柱。

10.根据权利要求8所述一种微小转静间隙的压力测量方法，其特征在于，所述根据各夹钳式超声波流量传感器记录的液体流量计算各U形管连通大气一侧管壁的液位差的表达式为：Δh为U形管连通大气一侧管壁的液位差，V为根据夹钳式超声波流量传感器记录的液体流量对时间积分计算的流经液体的体积，a为U形管管截面面积，θ为U形管的另一侧管壁与垂直于地面的一侧管壁的夹角。