[发明专利]高速纺杯内流场动态压力无线测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流场测量装置，尤其是涉及一种高速纺杯内流场动态压力无线测量装置。

背景技术

 纺织工业作为国民经济传统支柱产业、重要民生产业，在繁荣市场、吸收就业、加快城镇化进程以及促进社会和谐发展等方面发挥了重要作用，目前我国在高端纺纱装备的自主创新研发和国产化方面缺乏核心技术和自主知识产权，有一些问题还没解决，例如高速纺杯内流场的结构及变化机理还没有了解清楚，前人关于这个问题做了一些研究，在珠—簧链模型的基础上，结合柱—链模型基元分段的思想，建立适合大量计算的柔性纤维模型的应力本构关系，并通过合理选择气相湍流模型、纤维气流力和碰撞力模型以及相间作用耦合方式，建立基于欧拉—拉格朗日方法的气体—纤维两相流耦合流动模型；利用改建的高速纺杯气体—纤维两相全三维流场测试实验台，开展两相流模型实验，但是由于目前没有对高速纺杯内流场动态压力直接测量的装置，开展两相流模型实验的正确性无法得到验证，并且高速纺杯内流场的结构及变化机理还没有了解清楚。高速旋转装置内部空间狭小,动态压力测量困难,传统有线压力传感器测量方法不适用,需要解决动态压力传感器的安装,信号传输/转换/接收问题。

发明内容

针对上述背景技术中所存在的问题，本发明的目的在于提供一种高速纺杯内流场动态压力无线测量装置。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：

本发明包括电动机、试验台、联轴器、转轴、接收器、开口销、纺杯、无线传感器和垫圈；电动机通过联轴器与转轴的一端相连，转轴的另一端与纺杯螺纹连接，转轴和纺杯再用开口销相连，纺杯中心的内螺纹上端开有垫圈安装孔，垫圈安装孔上端开有触发孔，无线传感器安装在转轴上端的安装孔中，无线传感器通过垫圈顶着触发孔下表面，无线传感器的触发头穿过纺杯上的触发孔与触发孔上表面齐平，接收器放在试验台上，无线传感器通过Wi-Fi与接收器无线相连。

所述转轴上端的安装孔其横截面为正方形。

所述触发孔横截面为圆形。

本发明具有的有益效果是：

本发明的纺杯内安装有无线传感器，利用无线传感器实现对高速（5～20万r/min）纺杯内流场直接测量，实验数据真实、可靠，无线传感器的触发头与纺杯上表面齐平，不会影响高速纺杯内流场结构，分析接收器接收到的信号，探索高速纺杯内流场的结构及变化机理，为后续的研究提供一种好的实验装置和测试方法。

附图说明

图1是实验的总体布置图。

图2是纺杯剖视图。

图3是转轴局部剖视图。

图4是转轴俯视图。

图中：1、电动机，2、试验台，3、联轴器，4、转轴，5、接收器，6、开口销，7、纺杯，8、无线传感器，9、垫圈，10、触发孔，11、垫圈安装孔，12、内螺纹，13、销孔，14、外螺纹，15、安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实例对本发明做进一步说明。

如图1、图2、图3、图4所示，本发明包括电动机1、试验台2、联轴器3、转轴4、接收器5、开口销6、纺杯7、无线传感器8和垫圈9；电动机1固定在底面，电动机1通过联轴器3与转轴4的一端相连，转轴4的另一端与纺杯7通过内螺纹12、外螺纹14组成的螺旋副连接，转轴4的外螺纹14和纺杯7的内螺纹12对应开有销孔13，开口销6通过销孔13将转轴4和纺杯7连接起来，纺杯7中心的内螺纹12上端开有垫圈安装孔11，垫圈安装孔11上端开有触发孔10，无线传感器8（型号为TST5923）安装在转轴4上端的安装孔15中，无线传感器8通过垫圈9顶着触发孔10下表面，无线传感器8的触发头穿过纺杯7上的触发孔10与触发孔10上表面齐平，接收器5放在试验台2上，试验台2固定在底面，无线传感器8通过Wi-Fi与接收器5无线相连，接收器5通过Wi—Fi接收无线传感器8发出的电荷信号，然后在处理器5中将电荷信号转换为力信号，存储在接收器5中。

如图1、图3所示，所述转轴4上端的安装孔15其横截面为正方形。

所述触发孔10横截面为圆形。

本发明的工作原理如下：

电动机通过联轴器与转轴的一端相连，转轴的另一端通过内螺纹，外螺纹组成的螺旋副与纺杯相连，由于转轴、纺杯的转速非常高，仅靠螺旋副连接，连接不牢靠，转轴与纺杯通过螺旋副连接后，在纺杯、转轴上打孔，开口销穿过纺杯、转轴上的孔，将纺杯、转轴连接起来，这样，连接非常牢靠，无线传感器安装在转轴的安装孔中，垫圈安装在纺杯中的垫圈安装孔中，垫圈下表面与无线传感器上表面接触，垫圈上表面与纺杯中的触发孔下表面接触，如此可以将无线传感器牢固的固定在转轴的安装孔中，无线传感器的触发头穿过纺杯上的触发孔与触发孔上表面齐平，不会影响高速纺杯内的流场结构。接收器放在试验台上面，通过Wi—Fi接收无线传感器发出的电荷信号，然后在接收器中将电荷信号转换为力信号，存储起来，实验开始时，电动机启动，电动机转速10万r/min，带动转轴、纺杯高速转动，无线传感器不停地受到触发，产生信号，接收器接收无线传感器发出的信号，并存储起来，实验结束后，分析接收器接收到的信号，探索高速纺杯内流场的结构及变化机理。