包括试验装置系统、变转速工况转轴相位锁定装置和PIV测量系统；所述变转速工况转轴相位锁定装置与试验装置系统连接，又分别与PIV测量系统连接，通过PIV测量系统实现瞬态流场数据采集。
[0027]所述试验装置系统包括电机5、模型栗6、管路系统7和稳压罐8 ;所述电机5的电机轴1后端连接模型栗6 ;所述模型栗6通过管路系统7连接稳压罐8共同构成循环水路；电机5具有变频调速功能用于驱动模型栗6工作。
[0028]如图2所示，所述变转速工况转轴相位锁定装置包括点光源激光器2、动圆盘3和激光接收器4 ;如图3所示，所述动圆盘3的圆周外缘均匀分布有N个圆孔；所述动圆盘3垂直于电机轴1且通过平键固定在电机轴1的前端；所述点光源激光器2位于动圆盘3的外侧，用于发射平行于电机轴1的激光射线；所述激光接收器4位于动圆盘3的内侧，用于接收点光源激光器2发射的经过圆孔的激光；所述点光源激光器2和激光接收器4在同一水平线上。
[0029]所述PIV测量系统包括计算机9、(XD相机10、面光源激光器11和瞬态流场同步触发及转速输出装置12 ;所述计算机9、CCD相机10和瞬态流场同步触发及转速输出装置12三者互相连接；所述点光源激光器2、激光接收器4和面光源激光器11均与瞬态流场同步触发及转速输出装置12相连；所述瞬态流场同步触发及转速输出装置12分别触发点光源激光器2和面光源激光器11发射激光，并将激光接收器4接收到的的脉冲信号传递至计算机9 ;所述计算机9用于计算脉冲信号、输出叶片栗的瞬态转速和时间，同时控制CCD相机10同步采集瞬态流场信息，并将流场信息输出；所述CCD相机10用于将采集的流场信息传递至计算机9。
[0030]一种叶片栗瞬态流场同步精确测量方法，包含如下步骤:
[0031]S1:将所述动圆盘3垂直固定在电机轴1 一端随电机轴1旋转；计算机9控制瞬态流场同步触发及转速输出装置12触发点光源激光器2发射平行于电机轴1的激光射线，激光射线穿过动圆盘3外缘的圆孔后光信号被激光接收器4接收；
[0032]S2:激光接收器4将接收到的光信号转换为脉冲信号输出给瞬态流场同步触发及转速输出装置12，计算机9接收瞬态流场同步触发及转速输出装置12传递的脉冲信号，计算并输出叶片栗的瞬态转速和时间；
[0033]瞬态转速为输出同步光信号时的栗转速，为了准确测量，假设T为计时单位，单位为s ；z为一个计时单位中包含的脉冲数量，取1 < z < 3 ;动圆盘3圆周外缘的圆孔数为N，贝1J瞬时转速\= 60Xz/(NXT)。关于瞬态转速，推导式如下:①每脉冲用时T/z，②每转用时tz= t?XN，③瞬时转速nt= 60/t z= 60Xz/(NXT)。对应该瞬态转速的时间为相对时间，为输出第一个同步脉冲信号到当前同步脉冲之间的时间间隔(精确到毫秒)。
[0034]S3:当计算机9接收到的脉冲数量达到设定值D时，计算机9控制瞬态流场同步触发及转速输出装置12触发面光源激光器11发射激光；同时，计算机9控制CCD相机10同步米集瞬态流场?目息；
[0035]其中所述设定值D为:D = i+jXN，i < N，j = 0，1，2，3...η ;其中i为初始相位时计算机9接收到脉冲信号的个数；N为动圆盘3圆周外缘的圆孔数，η为自然数。
[0036]S4:CCD相机10采集到的流场信息由计算机9显示屏输出，由此获得不同转速下同相位流场的瞬时信息；动圆盘3上圆孔数量越多可测单位相位角越小则测量精度越高。
[0037]所述实施例为本实用新型的优选的实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种叶片栗瞬态流场同步精确测量装置，其特征在于，包括试验装置系统、变转速工况转轴相位锁定装置和PIV测量系统； 所述试验装置系统包括电机(5)、模型栗(6)、管路系统(7)和稳压罐(8);所述电机(5)的电机轴(1)后端连接模型栗￠);所述模型栗(6)通过管路系统(7)连接稳压罐(8)共同构成循环水路； 所述变转速工况转轴相位锁定装置包括点光源激光器(2)、动圆盘(3)和激光接收器(4);所述动圆盘(3)的圆周外缘分布有多个圆孔；所述动圆盘(3)垂直于电机轴(1)且固定在电机轴(1)的前端；所述点光源激光器(2)位于动圆盘(3)的外侧，用于发射平行于电机轴⑴的激光射线；所述激光接收器⑷位于动圆盘⑶的内侧，用于将接收到的激光射线转换为脉冲信号输出给瞬态流场同步触发及转速输出装置(12);所述点光源激光器(2)和激光接收器(4)在同一水平线上； 所述PIV测量系统包括计算机(9)、C⑶相机(10)、面光源激光器(11)和瞬态流场同步触发及转速输出装置(12);所述计算机(9)、CCD相机(10)和瞬态流场同步触发及转速输出装置(12)三者互相连接；所述点光源激光器(2)、激光接收器(4)和面光源激光器(11)均与瞬态流场同步触发及转速输出装置(12)相连；所述瞬态流场同步触发及转速输出装置(12)用于触发点光源激光器(2)和面光源激光器(11)发射激光，将激光接收器(4)发出的脉冲信号传递至计算机(9);所述计算机(9)用于计算脉冲信号、输出叶片栗的瞬态转速和时间，同时控制CCD相机(10)同步采集瞬态流场信息，并将流场信息输出。2.根据权利要求1所述的一种叶片栗瞬态流场同步精确测量装置，其特征在于，所述动圆盘(3)的圆周外缘均匀分布有多个圆孔。3.根据权利要求1所述的一种叶片栗瞬态流场同步精确测量装置，其特征在于，所述动圆盘⑶通过平键与电机轴⑴相连。
【专利摘要】本实用新型提供了一种叶片泵瞬态流场同步精确测量装置，包括试验装置系统、变转速工况转轴相位锁定装置和PIV测量系统；试验装置系统包括电机、模型泵、管路系统和稳压罐；电机的电机轴后端连接模型泵；模型泵通过管路系统连接稳压罐；变转速工况转轴相位锁定装置包括点光源激光器、动圆盘和点激光接收器；动圆盘的圆周外缘设有多个圆孔；动圆盘垂直于电机轴且固定在电机轴的前端；点光源激光器位于动圆盘的外侧，激光接收器位于动圆盘的内侧，点光源激光器和激光接收器在同一水平线上；PIV测量系统连接变转速工况转轴相位锁定装置。该装置可准确测量输出叶片泵启动、停机过程的叶片泵转速参数，实现不同转速下同相位瞬态流场的数据采集。
【IPC分类】F04D15/00
【公开号】CN205001216
【申请号】CN201520705285
【发明人】李伟, 季磊磊, 施卫东, 茹伟民, 李维强, 周岭, 杨勇飞, 蒋小平
【申请人】江苏大学
【公开日】2016年1月27日
【申请日】2015年9月11日