[发明专利]冰晶颗粒吸收率测试仪器

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种冰晶颗粒吸收率测试仪器，属于主要用于航空领域中测试含冰晶颗粒的流动气体打在物体上的冰晶颗粒吸收率的测试仪器。

(二)背景技术：

冰风洞里的气体是含有冰晶颗粒的低温气体，气体打在仪器或装置上会形成冰层。但是目前国际上还没有一种装置或仪器能够测试冰风洞中冰晶颗粒打在物体上的吸收率，相关研究只能通过理论计算来推测，而无法实际测试到物体不同位置的吸收率。

(三)发明内容：

本发明的目的在于：提供一种冰晶颗粒吸收率测试仪器，以测试含冰晶颗粒的流动气体打在物体上的冰晶颗粒吸收率。

本发明为一种冰晶颗粒吸收率测试仪器，其技术方案为：该仪器是利用摄像机拍摄技术，拍摄含有有色颜料的水颗粒打在涂有白色硅胶的物体上动态变化录像，并通过分析录像中物体上白色硅胶的颜色变化得到打在物体上不同部位的颗粒吸收率。

如图1所示，本发明冰晶颗粒吸收率测试仪器，其包括4部分：气源、水源、合成实验段和摄影测试段。

气源由变频器、鼓风机、整流段和出水喷雾段组成；变频器与鼓风机相连，鼓风机的出口接有整流段，整流段的另一端连接出水喷雾段。

气源是通过调节变频器控制鼓风机提供实验研究所需流量大小的气体；由于鼓风机出口是长方形，需通过整流段整流，同时将气体出口变成圆形。

水源由压气机、压力水罐、水路连接管道、气路连接管道、气动喷嘴和喷嘴连接配件组成；为很好地控制罐内压力，在压力水罐上安装有压力表、进水口、出气口、出气阀、出水阀和液位计，如图2所示；其中压气机通过出气口与压力水罐相接，气路连接管道一端与出气阀连接，另一端连接气动喷嘴上部的气动喷嘴气路入口，水路连接管道一端连接出水阀，另一端连接气动喷嘴下部的气动喷嘴水路入口。

其中，压力水罐只要能承受0.5Mpa压力即可，水源中的水添加有色颜料。

水源是压气机生成的有压气体进入压力水罐后，以相同的压力使压力水罐内有颜色的水和气体流出，分别从气动喷嘴的水路入口和气路入口进入，喷出试验所需水颗粒。使气动喷嘴的水路入口和气路入口有相同压力，能很好地控制气动喷嘴喷出的水颗粒度。

合成实验段由出水喷雾段和观察实验段组成；其中出水喷雾段由不锈钢制成，厚为3mm，内径140mm；观察实验段由有机玻璃制成，厚为10mm，内径140mm，出水喷雾段和观察实验段通过法兰连接。

合成实验段是气源的气体通过整流段与出水喷雾段的有色水颗粒混合后，在观察实验段流动的过程中，充分混合，并迅速生成含均匀有色水颗粒的气体，喷在预先涂有一层薄层层析硅胶的试验件上。

摄影测试段由试验件、摄像机和摄像机组成；其中，两台摄像机对称分布于试验件两侧。

摄影测试段是用两台对称分布的摄像机和摄像机拍摄含有有色水颗粒的气体在喷在试验件上的白色硅胶变色过程，通过对采集到的图像信息进行色度分析，计算出试验件的冰晶颗粒吸收率。

其中，该仪器的图像分析软件计算试件的吸收率，并将不同角度的两台摄像机测得的图像进行对比分析，从而得出经过校正的试验件的吸收率。

本发明一种冰晶颗粒吸收率测试仪器，其优点及功效在于：可以在不破坏冰层的情况下，能准确地实时测试冰风洞中冰晶颗粒打在物体上不同部位的吸收率，并能对相关数据进行分析。

(四)附图说明：

图1.本发明所用装置结构示意图

图2.压力水罐结构示意图

图3.出水喷雾段结构示意图

图4.图像分析流程图

图中具体标号如下：

A.气源             B.水源               C.合成实验段

D.摄影测试段

1.鼓风机           2.整流段             3.出水喷雾段

4.观察实验段       5.实验件             6.压气机

7.压力水罐         8.变频器             9.水路连接管道

10.气路连接管道路  11.气动喷嘴          12.摄像机

13.摄像机          14.压力表            15.进水口

16.出气            17.出气阀            18.出水阀

19.液位计          20.气动喷嘴水路入口  21.气动喷嘴气路入口

(五)具体实施方式：