专利名称：空化水射流的温度效应测试方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及空化水射流的测试环境控制领域，具体涉及一种用于对空化水射流的温度环境进行测控，从而提高测试精度的空化水射流的温度效应测试方法及装置。
背景技术：
空化水射流技术是指水流体在空化喷嘴中诱发空泡初生，使从喷嘴喷出后的射流水体内形成许多空泡，从而利用这些空泡破灭之后产生的各种效应来增强水射流作用效果的新兴技术。空化水射流研究的核心是射流水体里面空泡的初生、发展和溃灭过程。而溃灭的空泡中如果含有相当数量的永久气体，则空泡溃灭终了时会产生短暂的局部高温，以致在短时间内热交换不足以使空泡内的气体被周围的水冷却，在射流水体的冲击作用下， 这些炽热的气体与空化腔顶部和内壁相互作用，从而使热量通过透气板以及腔壁迅速传播到媒体以及引线孔中去，使媒体以及引线孔的温度升高。由于温度测量对于构成空化水射流仪器的材料性能、元件参数等都有不同程度的要求，但究竟影响有多大目前只是定性的认识，目前几乎没有一种空化水射流能定量给出其温度特性曲线。实际观测中往往采取温度补偿、保温或恒温等措施，以期获得较好的观测数据。对于射流水体引起空化腔室内外温度变化的测量仪器，目前受到工作环境影响比较大，而温度参数对于空化水射流的观测数据的数据质量的影响结果目前只是停留在理论阶段，因此有必要定量了解空化水射流技术的温度特性，以提高人们对空化水射流温度影响性能的认识水平。而目前还没有现成的空化水射流的温度试验环境设备，无法满足空化水射流温度特性测试的需要。
发明内容
本发明提供一种能够为空化水射流创造良好的温度观测环境，且对空化水射流温度测量干扰较小的空化水射流的温度效应测试方法及系统，其所构建的空化水射流的温度测试实验环境，有助于对温度传感器进行更为严格的测试，改善空化水射流技术研究基础支撑条件，为更为好的空化水射流观测数据的获得提供可靠地保证。本发明所述的一种空化水射流的温度效应测试方法，用于空化水射流的温度特性测量，所述方法是将空化水射流在空化腔体内形成空化，利用温度检测传感器实时采集所述空化现象产生的温度，将信号接收器接收到的温度变量经温度变送器转换为可传送的标准化输出直流电信号后，输出到计算机进行显示和记录。具体的讲，该温度效应测试方法中所述温度检测传感器选用钼电阻温度检测传感器，所述温度检测传感器的检测信号经温度变送器转换为标准化输出直流电信号。所述空化腔体的上端面通过透气板与测试物体的下端面接触，温度通过空化腔体的上端面传播到测试物体中。所述空化腔体及测试物体的外部设置一密封隔热材料，该密封隔热材料与所述空化腔及测试物体之间设置温度检测传感器。本发明进一步提出一种实现上述方法的空化水射流的温度效应测试系统，用于空化水射流的温度特性测量，所述系统包括
一空化腔体，用于空化水射流，所述空化腔体的上端面通过一透气板与一测试物体的下端面接触。一密封隔热材料，套装在所述空化腔体及所述测试物体的外部，其与空化腔体间设置有引线孔，温度检测传感器设置在所述测试物体内部、密封隔热材料内壁及引线孔中， 用于实时采集空化腔体与媒体的温度。一空化腔底座，通过内六角螺钉与所述空化腔体连接，所述空化腔底座通过内六角螺钉配合固定，所述空化腔底座上设置一空化水入口和一空化水出口，通过内六角螺钉配合连接。一空化喷嘴，配合连接在空化水进口的出水口端。一信号接收器，与温度检测传感器连接，接收温度信号。一温度变送器，将接收到的温度变量转换为可传送的标准化输出直流电信号后输出到计算机。一计算机，进行显示和记录。具体的讲，该温度效应测试系统中所述温度检测传感器为钼电阻温度检测传感器，该温度检测传感器连接设置所述信号接收器。所述温度检测传感器通过所述引线孔安装引出导线，在引线进口处设置密封丝堵。所述引线孔与外端内六角螺钉之间设置有一 0型密封圈；所述空化腔体与引线孔之间还设有一0型密封圈。所述空化腔底座与空化水进口和空化水出口之间设置有一 0型密封圈。所述空化喷嘴采用硬质合金材料制作，所述空化腔体采用Q235型钢材制作，其余部件采用不锈钢制作。本发明的有益效果在于，该空化水射流的温度效应测试方法及系统能够为空化水射流创造良好的温度观测环境，温度检测传感器的安装位置有助于减小设备振动、环境噪声对于空化水射流温度测量值的干扰；该空化水射流的温度效应测试装置可以作为常规空化水射流的实验室温度性能测试平台，为改进观测空化水射流温度性能指标提供实验依据，其所构建的空化水射流的温度测试实验环境，有助于对温度传感器进行更为严格的测试，改造空化水射流技术研究基础支撑条件，为优质空化水射流数据的获得提供可靠地保障。由于巧妙的设计了空化腔体以及合理的布置线路，应用本发明能节省材料设备费。
图1是本温度效应测试系统的组成结构示意图2是本温度效应测试系统的空化射流发生装置的示意图； 图3是本温度效应测试系统的空化腔体底座的结构示意图； 图4是本温度效应测试系统的空化喷嘴的结构示意图； 图5是本温度效应测试系统的空化腔体的结构示意图。
具体实施例方式如图1和图2所示，该空化水射流的温度效应测试系统包括
空化腔体4，参见图5，用于设置空化水射流，空化腔体4的上端面通过透气板3与测试物体1 (如煤样)的下端面接触，温度通过空化腔体4的上端面传播到测试物体1中。密封隔热材料2，套装在空化腔体4及测试物体1的外部，其与空化腔体4间设置有引线孔5。空化腔底座8，参见图3，通过内六角螺钉18与空化腔体4连接，空化腔底座8通过内六角螺钉6与引线进口 7配合固定，空化水入口 13和空化水出口 12通过内六角螺钉 15与空化腔底座8配合连接。温度检测传感器19，为钼电阻温度检测传感器，设置在测试物体1内部、密封隔热材料2内壁及引线孔5中，用于实时采集空化现象产生的温度。该温度检测传感器19在引线孔5安装引出导线16，引线牵引出空化腔底座8，在引线进口 7处设置密封丝堵17，之后连接设置信号接收器23。所述温度检测传感器的检测信号经温度变送器M转换为标准化输出直流电信号。空化喷嘴14，参见图4，配合连接在空化水进口 13内。引线孔5与外端内六角螺钉18之间设置有一 0型密封圈9。空化腔体4与引线孔 5之间还设有一 0型密封圈10。空化腔底座8与空化水进口 13和空化水出口 12之间设置有一 0型密封圈11。实验过程中该0型密封圈主要用于加强空化腔体4的密封性，确保射流水体不流出空化腔体4。空化喷嘴14是采用硬质合金材料制作的缩放型空化喷嘴，空化腔体4采用Q235 型钢材制作，以上其余部件采用不锈钢制作。信号接收器23，与温度检测传感器19连接，接收温度信号。温度变送器M，将接收到的温度变量转换为可传送的标准化输出直流电信号后输出到计算机25。计算机25，进行显示和记录。水箱21，通过水管分别连接空化水进口 13和空化水出口 12。高压水泵20，将水箱中的水泵入空化喷嘴14，最大压力31. 5MPa，流量750L/h。压力表22，用于测量水泵压力。采用以上系统进行空化水射流的温度效应测试过程如下通过空化水射流在空化腔体4内形成空化，利用温度检测传感器19实时采集所述空化现象产生的温度，将信号接收器23接收到的温度变量经温度变送器M转换为可传送的标准化输出直流电信号后，输出到计算机25进行显示和记录。
权利要求
1.一种空化水射流的温度效应测试方法，用于空化水射流的温度特性测量，其特征在于所述温度效应测试方法包括将空化水射流在空化腔体(4)内形成空化现象，利用温度检测传感器(19)实时采集所述空化现象产生的温度，传送给信号接收器(23)，将信号接收器(23)接收到的温度变量经温度变送器(24)转换为可传送的标准化输出直流电信号后，输出到计算机(25)进行显示禾口记录。
2.根据权利要求1所述的空化水射流的温度效应测试方法，其特征在于所述温度检测传感器(19)选用钼电阻温度检测传感器。
3.根据权利要求1所述的空化水射流的温度效应测试方法，其特征在于所述空化腔体 (4)的上端面通过透气板(3)与测试物体(1)的下端面接触，温度通过空化腔体(4)的上端面传播到测试物体(1)中。
4.根据权利要求3所述的空化水射流的温度效应测试方法，其特征在于所述空化腔体(4)及测试物体(1)的外部设置一密封隔热材料(2)，该密封隔热材料(2)与所述空化腔(4) 及测试物体(1)之间设置温度检测传感器(19)。
5.一种实现权利要求1-4之任一项方法的空化水射流的温度效应测试系统，用于空化水射流的温度特性测量，其特征在于所述系统包括一空化腔体(4)，用于空化水射流，所述空化腔体(4)的上端面通过一透气板(3)与一测试物体(1)的下端面接触；一密封隔热材料(2)，套装在所述空化腔体(4)及所述测试物体(1)的外部，其与空化腔体(4)间设置有引线孔(5)，温度检测传感器(19)设置在所述测试物体(1)内部、密封隔热材料(2)内壁及引线孔(5)中，用于实时采集空化腔体(4)与测试物体(1)的温度；一空化腔底座(8)，与所述空化腔体(4)连接，空化腔底座(8)上设置空化水入口(13) 和空化水出口(12)；一空化喷嘴(14)，配合连接在空化水进口( 13)的出水口端； 一信号接收器(23 )，与温度检测传感器(19 )连接，接收温度信号； 一温度变送器(24)，将接收到的温度变量转换为可传送的标准化输出直流电信号后输出到计算机(25)；一计算机(25)，进行显示和记录瞬时温度、平均温度、累计温度等与时间、位置的关系曲线。
6.根据权利要求5所述的空化水射流的温度效应测试系统，其特征在于所述温度检测传感器(19)为钼电阻温度检测传感器。
7.根据权利要求5所述的空化水射流的温度效应测试系统，其特征在于所述温度检测传感器(19)通过所述引线孔(5)安装引出导线(16)，在引线进口(7)处设置密封丝堵(17)。
8.根据权利要求5所述的空化水射流的温度效应测试系统，其特征在于所述引线孔(5)与外端内六角螺钉(18)之间设置有0型密封圈(9);所述空化腔体(4)与引线孔(5)之间还设有0型密封圈(10)。
9.根据权利要求5所述的空化水射流的温度效应测试系统，其特征在于所述空化腔底座(8)与空化水进口(13)和空化水出口(12)之间设置有一 0型密封圈(11)。
10.根据权利要求5所述的空化水射流的温度效应测试系统，其特征在于所述空化喷嘴(14)采用硬质合金材料制作，所述空化腔体(4)采用Q235型钢材制作，其余部件采用不锈钢制作。
全文摘要
本发明公开一种空化水射流的温度效应测试方法及系统，其用于空化水射流的温度特性测量，该方法是将空化水射流在空化腔体内形成空化，利用温度检测传感器实时采集所述空化现象产生的温度，将信号接收器接收到的温度变量经温度变送器转换为可传送的标准化输出直流电信号后，输出到计算机进行显示和记录。该空化水射流的温度效应测试方法及装置能够为空化水射流创造良好的温度观测环境，且对空化水射流温度测量值的干扰较小；其所构建的空化水射流的温度测试实验环境，有助于对温度传感器进行更为严格的测试，改造空化水射流技术研究基础支撑条件，为优质空化水射流数据的获得提供可靠地保障；由于巧妙的设计了空化腔体以及合理的布置线路，应用本发明能节省材料设备费。
文档编号G01K7/18GK102564633SQ201210039370
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月21日 优先权日2012年2月21日
发明者丁红, 刘勇, 卢义玉, 夏彬伟, 左伟芹, 汤积仁, 葛兆龙, 陆朝晖 申请人:重庆大学