[发明专利]一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置

权利要求书

1.一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置，其特征在于：包括气源系统、轴承系统和激光观测系统；

所述气源系统包括用于产生高压气体的压缩机(1)、用于产生示踪粒子的示踪粒子发生器(6)、以及用于形成高压示踪粒子混合气体的示踪粒子箱(9)；压缩机(1)通过气管Ⅰ(2)与储气罐(3)连接，储气罐(3)通过气管Ⅱ(4)与示踪粒子箱(9)的第一进气端连接，气管Ⅱ(4)上设有阀门Ⅰ(5)；示踪粒子发生器(6)通过气管Ⅲ(7)与示踪粒子箱(9)的第二进气端连接，气管Ⅲ(7)上设有阀门Ⅱ(8)；示踪粒子箱(9)的出气端通过气管Ⅳ(11)与气压传感器(12)连接，气管Ⅳ(11)上设有阀门Ⅲ(10)；

所述轴承系统包括呈水平上下设置的轴承止推板(13)和轴承承载面(17)，轴承止推板(13)与轴承承载面(17)之间形成轴承气膜间隙；轴承止推板(13)中心设有轴承进气孔，气压传感器(12)的另一端与轴承止推板(13)的轴承进气孔连接，并与轴承气膜间隙连通，高压示踪粒子混合气体通过气压传感器(12)在轴承气膜间隙中形成气膜；

所述激光观测系统包括光路互相垂直的第一光束组和第二光束组，第一光束组包括设置在轴承气膜间隙左侧的光源Ⅱ(21)和聚光镜Ⅱ(20)，聚光镜Ⅱ(20)聚焦光源Ⅱ(21)发出的第一光束至轴承气膜间隙；第二光束组包括设置于轴承气膜间隙前侧的光源Ⅰ(18)和聚光镜Ⅰ(19)，聚光镜Ⅰ(19)聚焦光源Ⅰ(18)发出的第二光束至轴承气膜间隙；第二光束、第一光束的光色分别为红、绿、蓝之中的两种不同颜色；第一光束从轴承气膜间隙左端进入气膜，第二光束从轴承气膜间隙前端进入气膜，第二光束垂直于第一光束；将轴承气膜间隙右端的出口边界作为小孔，气膜中的示踪粒子被第一光束、第二管束照射叠加后的反射光沿小孔射出，形成小孔成像；轴承气膜间隙的右侧依次设有滤光凹透镜(16)、显微物镜(15)、高速摄像机(14)，且光源Ⅱ(21)、聚光镜Ⅱ(20)、轴承气膜间隙、滤光凹透镜(16)、显微物镜(15)、高速摄像机(14)同轴设置；滤光凹透镜(16)滤掉从小孔出射的干扰光、过滤出第二光束、第一光束合成后的色光；显微物镜(15)放大滤光凹透镜(16)过滤出的像，高速摄像机(14)用于进行拍摄。

2.如权利要求1所述的一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置，其特征在于：所述轴承气膜间隙的大小为10-30μm。

3.如权利要求1所述的一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置，其特征在于：所述示踪粒子的直径小于1μm。

4.如权利要求1所述的一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置，其特征在于：所述光源Ⅰ(18)、光源Ⅱ(21)为连续光源或高频率脉冲光源。

5.如权利要求1所述的一种气体静压轴承微间隙气膜流场观测装置，其特征在于：所述轴承止推板(13)、轴承承载面(17)采用不透明金属材料制成。