[发明专利]大空间内火焰传播位置及速度测量的装置、阵列及系统

说明书

本发明涉及一种大空间内火焰传播位置及速度测量的装置、阵列及系统，装置包括光电二极管(1)和套筒(2)，光电二极管(1)位于套筒(2)后端，套筒(2)前端开设透光孔(3)，套筒(2)所形成的光路通道为从透光孔(3)经套筒(2)的内部到达光电二极管(1)的感光区域，所述的透光孔(3)的面积为所述的感光区域面积的1～5倍。阵列包括多个在同一水平面沿周向分布的上述装置，系统包括多个上述阵列，多个阵列沿垂直方向依次排布。与现有技术相比，本发明实现了光电二极管测量精度和敏感性的平衡，提高了性能。

技术领域

本发明涉及火焰测量技术领域，尤其是涉及一种大空间内火焰传播位置及速度测量的装置、阵列及系统。

背景技术

在许多燃烧相关的现象观测中，控制燃烧规模从而防止其灾害后果非常重要的监测指标包括：火焰的位置以及火焰传播速度。例如核电站发生严重事故时，氢气会泄露到电站的安全壳建筑内，由于氢气燃烧在不同的条件下会呈现不同的火焰传播速度，低浓度下的氢气燃烧只会产生以亚音速传播的火焰，而高浓度的氢气燃烧(即爆炸)会产生以超音速传播的火焰，会严重威胁到压力容器的安全。所以在氢气燃烧机理的试验研究中，氢气传播的火焰速度是一个非常关键的参数。

目前对氢气等可燃气体燃烧的测试中，一种测量火焰的方法是：采用光电二极管检测火焰传播的光信号转换成的电压信号，如在管道等一维几何条件下，通过检测火焰传播的光信号来确定火焰传播的初始到达的位置和时间。由于光电二极管有一定的感光角度，需要将其安装在较细管道内进行火焰到达的位置和时间的测量，产生的误差才能较小。而在大空间的三维结构内，由于这个各向同性的感光角度的存在，从不同方向的传输的火焰，将上述方案设置的光电二极管测量误差增大，以致无法判断火焰的具体到达位置，因此需要寻找能够提高测量精度的火焰传播位置及速度测量方案，与此同时，在提高测量精度的同时要避免光电二极管敏感性的降低，做到测量精度与敏感性平衡，达到最佳测量效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种大空间内火焰传播位置及速度测量的装置、阵列及系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种大空间内火焰传播位置及速度测量的装置，包括光电二极管和套筒，所述的光电二极管位于套筒后端，所述的套筒前端开设透光孔，所述的套筒所形成的光路通道为从透光孔经套筒的内部到达光电二极管的感光区域，所述的透光孔的面积为所述的感光区域面积的1～5倍。

优选地，所述的套筒为不透光的空心柱体。

优选地，所述的感光区域的中心点与透光孔的中心点位于同一水平线上。

优选地，所述的透光孔为矩形孔。

优选地，所述的感光区域面积不大于25mm²。

优选地，所述的感光区域的中心点与透光孔的中心点的直线距离为50mm～200mm。

优选地，该装置还包括信号放大电路保护壳体，所述的光电二极管安装在信号放大电路保护壳体上，所述的套筒安装在信号放大电路保护壳体上并将光电二极管罩设其中。

一种大空间内火焰传播位置及速度测量的阵列，该阵列包括多个所述的装置，多个装置在同一水平面沿周向分布。

该阵列中任意两个装置的光路通道中心线为平行或垂直状态。

一种大空间内火焰传播位置及速度测量的系统，该系统包括多个所述的阵列，多个阵列沿垂直方向依次排布。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：