[发明专利]一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置

权利要求书

1.一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，由被测模块、支撑模块、工作台运动模块、相机运动模块及水循环模块组成，其特征在于：

所述的被测模块固定在具有三自由度的工作台运动模块上，所述的水循环模块对被测模块测试所需的高压水进行循环，具有两自由度的相机运动模块设有两个PIV相机(13)，分别固定在被测模块两侧，对被测模块进行流场监测；所述的支撑模块对上述所有模块进行支撑；

所述的被测模块包括有机玻璃箱(14)，通过导轮固定装置(26)固定在有机玻璃箱(14)内部的导轮(29)，以及进水管(22)；

所述的导轮(29)的外环去掉，或者导轮(29)采用透明的材质。

2.根据权利要求1所述的一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，其特征在于：

所述的被测模块还包括立柱(28)和横板(25)；

所述的进水管(22)通过立柱(28)和横板(25)固定在有机玻璃箱(14)的侧壁上，所述的立柱(28)和横板(25)之间活性连接，可上下、左右移动，进而调节进水管(22)的高度、调节进水管(22)相对于导轮(29)流道进水口的液流冲角；

所述的液流冲角的大小可由立柱(28)上的指针在横板(25)的坐标板上的坐标得出。

3.根据权利要求1所述的一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，其特征在于：

所述的工作台运动模块包括转台气缸机构(16)和多个滚珠丝杠机构；

所述的工作台运动模块具有三个自由度，分别为沿着x轴的平动、沿着y轴的平动和绕着z轴的转动；

所述的绕着z轴的转动由转台气缸机构(16)实现，转台气缸机构(16)上设有可自由旋转的负载转台(30)，通过调节转台气缸机构(16)侧壁上的螺钉(17)，使转台气缸机构(16)中两齿条在与其相连活塞的往复推动下驱动负载转台(30)按设定的角度作摆动，从而带动固定在负载转台(30)上的被测模块绕着z轴转动；被测模块中的导轮(29)按照相同的角度和方向作摆动，进而调节导轮(29)进口的液流冲角；

所述的沿着x轴的平动和沿着y轴的平动均由滚珠丝杠机构实现，其中，沿着x轴的平动由固定在工作台(19)上的转台气缸丝杠(5)、转台气缸机构(16)底部的滚珠螺母实现，通过操作工作台控制面板(20)调节转台气缸机构(16)沿着转台气缸丝杠(5)沿着x轴平动；所述的沿着y轴的平动由工作台横向导轨(8).、工作台横向丝杠(9)以及工作台(19)侧面的滚珠螺母实现，在电机(21)的控制下工作台(19)以及被测模块可沿着y轴平动。

4.根据权利要求1所述的一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，其特征在于：

所述的相机运动模块设有圆柱导轨(4)以及两个PIV相机(13)，所述的两个PIV相机(13)均具有两个自由度，分别为沿着圆柱导轨(4)的上下平动以及绕着圆柱导轨(4)的旋转；

所述的沿着圆柱导轨(4)的上下平动由圆柱导轨(4)、竖直丝杠(3)、相机导轨(2)以及步进电机(1)实现，所述的相机导轨(2)设有沿着圆柱导轨(4)滑动的光孔和沿着竖直丝杠(3)进行滚珠啮合移动的滚珠螺母，通过操作控制面板(6)，步进电机(1)驱动竖直丝杠(3)转动，使得相机导轨(2)带动PIV相机(13)上下平动；

所述的绕着圆柱导轨(4)的旋转是通过圆柱导轨(4)绕着自身中心线作回转运动实现的，进而带动相机导轨(2)以及PIV相机(13)作圆周进给运动。

5.根据权利要求4所述的一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，其特征在于：

所述的相机运动模块还包括万向支臂(12)；

所述的PIV相机(13)通过万向支臂(12)连接在相机导轨(2)上，可以任何角度进行固定，对被测模块中的导轮(29)进行三维流动测量。

6.根据权利要求1所述的一种定子叶轮内部流场粒子图像测速试验装置，其特征在于：

所述的水循环模块包括设置在水箱(23)内部的水泵(24)、连接在水泵(24)出口的进水管(22)以及从有机玻璃箱(14)回流的出水管(11)，组成一个封闭的回路；

所述的进水管(22)上安装有流量计(15)和阀门(18)，其中，阀门(18)改变系统当前流量的大小，流量计(15)测量当前系统流量的大小。