[发明专利]一种同步测量喷雾宏观形貌和微观特性的系统及方法

权利要求书

1.一种同步测量喷雾宏观形貌和微观特性的系统，包括定容燃烧装置、带有控制器的燃料供给系统、LED灯、高速摄影机、数字延时发生器和相位多普勒粒子分析仪，其特征在于，所述定容燃烧装置由箱体和燃烧弹体构成，所述箱体和燃烧弹体之间填充有用于保温的石棉，燃烧弹体的主体腔是一个圆柱形内主体腔，在圆柱形内主体腔的四周向外延伸布置了四个可视的观察孔，所述观察孔的轴线均在同一水平面，其中两个观察孔的轴线之间的角度为180°，另外两个观察孔的轴线之间的夹角为160°，所述观察孔上安装有光学观察窗口，所述定容燃烧装置的中部正上方设置有与所述燃料供给系统相连通的连接孔，所述控制器与所述数字延时发生器相连接，数字延时发生器分别与所述相位多普勒粒子分析仪和所述高速摄影机相连接，所述光学观察窗口由端口法兰、光学玻璃和玻璃压盖构成，所述端口法兰通过内六角螺栓安装于观察孔，光学玻璃安放在端口法兰上，玻璃压盖压紧光学玻璃后通过内六角螺栓与端口法兰相连接，所述箱体由上箱体、下箱体和箱盖构成。

2.根据权利要求1所述一种同步测量喷雾宏观形貌和微观特性的系统的测量方法，其特征在于，步骤如下：

(1)安置定容燃烧装置，将相位多普勒粒子分析仪的发射探头和接收探头分别与第三光学观察窗口和第四光学观察窗口相对应；

(2)将LED灯放置在第一光学观察窗口对应的方位，将高速摄影机放置在第二光学观察窗口对应的方位，调整高速摄影机位置和焦距使燃料喷射入燃烧弹体中时可拍摄出清晰的喷雾宏观形貌图；

(3)设置数字延时发生器参数，包括触发信号的初始时刻、延时时刻和脉宽长度；

(4)设置相位多普勒粒子分析仪参数，包括触发模式和测量周期模式；

(5)打开相位多普勒粒子分析仪的激光器，标定激光中心的原点后将激光中心移至测量点；

(6)通过控制器控制燃料供给系统向定容燃烧装置内进行燃料喷射，数字延时发生器接收到喷射开启信号后进行延时处理并输出触发信号，相位多普勒粒子分析仪接收到数字延时发生器输出的触发信号后开始对定容燃烧装置内测量点的喷雾粒子进行测量，获得该测量点喷雾粒子的粒径信息和速度信息，与此同时，高速摄影机同步拍摄喷雾宏观形貌图；该测量点测量结束后将激光中心移至下一测量点，按照上述方法进行逐点测量和拍摄；最终得到定容燃烧装置中喷雾的宏观形貌图和微观特性，所述微观特性包括喷雾粒子的粒径分布信息和速度分布信息。