一种液体用粒子分析仪检定装置及粒子分析仪检定方法与流程

本发明涉及属于粒子分析仪领域，具体来说一种液体用粒子分析仪检定装置及粒子分析仪检定方法。

背景技术：

PDPA是通过激光探头探测运动颗粒的多普勒信号，利用运动颗粒的散射光与入射光之间的频差来获得速度信息，分析穿越激光测量体的球形粒子反射或折射的散射光产生的相位移动来确定粒径的大小和移动速度。由于是激光测量，对于流场没有干扰，测速范围宽，且和该点的温度、压力没有关系，因而PDPA成为了国际上运动粒子相关特性测量领域内十分重要的仪器之一。

由于PDPA技术及系统的构成比较复杂，其测量范围在一定程度上依赖实验模型的搭建和最终使用者的相关背景知识水平。因此，以往对于PDPA都是作为标准设备直接进行使用，对于PDPA设备本身的检定都是由生产厂家在出厂前完成，之后没有邀请有资质的第三方进行检定。由于PDPA为进口设备，在国外PDPA都是作为标准设备直接进行使用，没有进行过其他检定工作，因此，国外也没有开展过对于PDPA检定的科研工作。

通过对国内外文献和专利技术的查询表明，现在还没有专门用来对PDPA进行检定的设备的文献报道或专利记录。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种液体用粒子分析仪检定装置及粒子分析仪检定方法，达到对粒子分析仪进行检定的目的。

本发明通过下述技术方案实现：。

一种液体用粒子分析仪检定装置，包括首尾闭合的流道，在流道内设置有循环泵、流量计、流量均化装置、流道设有可视化窗口，循环泵、流量计、流量均化装置沿流道内流体的流动方向顺次设置，流道内的流体为标准颗粒溶液，所述可视化窗口位于流量均化装置与循环泵之间的流道上。

本发明的设计原理为：针对粒子分析仪关键的两项测量指标：流动速度和颗粒大小，设计了一套专用检定装置，利用标准颗粒溶液预知颗粒大小，利用循环泵、电磁流量计、流量均化装置获得标准颗粒溶液的流动速度，利用粒子分析仪从可视化窗口拍摄标准颗粒溶液，从而通过离子分析仪获得标准颗粒溶液的流速和颗粒大小，通过对比测量指标，达到对粒子分析仪进行检定的目的。其中循环泵的作用是使得标准颗粒溶液流动，流量均化装置使得标准颗粒溶液中的流速均匀，通过流量计获得标准颗粒溶液的流动速度、而由于采用的是标准颗粒溶液，因此其内部颗粒大小是预知的，即预知的颗粒大小和标准颗粒溶液的流动速度为标定参数，而通过粒子分析仪从可视化窗口采集颗粒大小和标准颗粒溶液流动速度为待检定指标，进行对比分析待检定指标与标定参数，即可分析出粒子分析仪的测量精度，从而达到对粒子分析仪进行检定的目的。

优选的，所述标准颗粒溶液的组成包括液体介质和标准颗粒。

优选的，所述液体介质为航空液压油，标准颗粒为试验粉末ISO ACFTD。所述ISO、ACFTD是指空气滤清器精细试验粉末。

优选的，航空液压油的型号为YH-10航空液压油。

优选的，所述流道首尾闭合围合成矩形结构。

优选的，所述流道通过减震垫安装在基座上。

粒子分析仪检定方法，

启动循环泵使标准颗粒溶液在回路内流动；

启动流量计进行测量，获得标准颗粒溶液的流量，经过换算获得标准颗粒溶液在流道内的流速V1；

启动流量均化装置，使得标准颗粒溶液中的标准颗粒均匀分散；

采用粒子分析仪对准可视化窗口，通过粒子分析仪获得流体的颗粒物大小的测量数据M1和颗粒物速度的测量数据V2；

将颗粒物大小的测量数据M1与标准颗粒的大小进行对比；

将颗粒物大小的测量数据M2与流速V1进行对比；

通过上述对比结果，即可得出粒子分析仪测量数据的精度。

优选的，所述粒子分析仪为PDPA或LDV或激光计数仪。

本发明可以针对液体用PDPA的各项测量性能指标参数进行检定，以及在其他需要对流场速度、颗粒物大小和浓度进行检定的设备中也可以应用。

本发明装置优点：本发明具有体积小、重量轻，便于外出携带，可以实现上门服务，从而减少对PDPA拆装运输带来的不便。该装置检定功能针对性强，能够对PDPA的关键指标进行检定，实现测量数据的可溯源性。同时，该检定装置还具有拆装方便、坚固耐用的特点，可以实现模块化生产，在其他需要对流场速度、颗粒物大小和浓度进行检定的设备中也可以应用。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：

图1为流道安装在基座上的结构示意图。

图2为流道内的结构示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：2、减震垫，3、基座，11、流道，12、循环泵，13、流量计，14、流量均化装置，15、可视化窗口。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1-图2所示，一种液体用粒子分析仪检定装置，包括首尾闭合的流道11，在流道内设置有循环泵12、流量计13、流量均化装置14、流道设有可视化窗口15，循环泵12、流量计13、流量均化装置14沿流道内流体的流动方向顺次设置，流道内的流体为标准颗粒溶液，所述可视化窗口15位于流量均化装置14与循环泵12之间的流道上。

本发明的设计原理为：针对粒子分析仪关键的两项测量指标：流动速度和颗粒大小，设计了一套专用检定装置，利用标准颗粒溶液预知颗粒大小，利用循环泵、电磁流量计、流量均化装置获得标准颗粒溶液的流动速度，利用粒子分析仪从可视化窗口拍摄标准颗粒溶液，从而通过离子分析仪获得标准颗粒溶液的流速和颗粒大小，通过对比测量指标，达到对粒子分析仪进行检定的目的。其中循环泵12的作用是使得标准颗粒溶液流动，流量均化装置14使得标准颗粒溶液中的流速均匀，通过流量计13获得标准颗粒溶液的流动速度、而由于采用的是标准颗粒溶液，因此其内部颗粒大小是预知的，即预知的颗粒大小和标准颗粒溶液的流动速度为标定参数，而通过粒子分析仪从可视化窗口15采集颗粒大小和标准颗粒溶液流动速度为待检定指标，进行对比分析待检定指标与标定参数，即可分析出粒子分析仪的测量精度，从而达到对粒子分析仪进行检定的目的。

优选的，所述标准颗粒溶液的组成包括液体介质和标准颗粒。

优选的，所述液体介质为航空液压油，标准颗粒为试验粉末ISO ACFTD。所述ISO、ACFTD是指空气滤清器精细试验粉末。

优选的，航空液压油的型号为YH-10航空液压油。

优选的，所述流道首尾闭合围合成矩形结构。

优选的，所述流道11通过减震垫2安装在基座3上。基座为大理石材质基座，减震垫为橡胶减震垫。

优选的，具体结构为：流道材料为不锈钢，其中可视化窗口为石英玻璃。流道尺寸为Φ40mm圆形通道，可视化窗口区域的流道内部尺寸为30×30×300mm，石英玻璃厚5mm。附图2中的循环泵主要提供回路流体驱动力；流量计（选用电磁流量计）测量流体流量，进而换算成可视通道内流体的流速；流量均化装置使进入可视通道内的流体速度均匀；可视化窗口为PDPA激光束拍摄的位置。

实施例2

粒子分析仪检定方法，

启动循环泵使标准颗粒溶液在回路内流动；

启动流量计进行测量，获得标准颗粒溶液的流量，经过换算获得标准颗粒溶液在流道内的流速V1；

启动流量均化装置，使得标准颗粒溶液中的标准颗粒均匀分散；

采用粒子分析仪对准可视化窗口15，通过粒子分析仪获得流体的颗粒物大小的测量数据M1和颗粒物速度的测量数据V2；

将颗粒物大小的测量数据M1与标准颗粒的大小进行对比；

将颗粒物大小的测量数据M2与流速V1进行对比；

通过上述对比结果，即可得出粒子分析仪测量数据的精度。

优选的，所述粒子分析仪为PDPA或LDV或激光计数仪。

实施例3

在附图2的流道回路内注满已知颗粒大小分布的标准颗粒溶液，启动循环泵使标准颗粒溶液在流道回路内流动起来。经过电磁流量计的测量，可以获得标准颗粒溶液的流量，再经过换算可以获得标准颗粒溶液在可视化窗口内的流速。标准溶液在进入可视化窗口之前，经过流量均化装置可以使标准溶液的流体速度在流道内基本达到均匀。当流速基本均匀的标准颗粒溶液通过可视化窗口时，应用PDPA对可视化窗口的中央区域进行拍摄，获得颗粒物大小和颗粒物速度的测量数据与标准溶液和电磁流量计的原始标定结果进行对比，即可得出PDPA测量数据的精度是否符合使用要求。

实施例4

在附图2的流道回路内注满已知颗粒大小分布的标准颗粒溶液，启动循环泵使标准颗粒溶液在流道回路内流动起来。经过电磁流量计的测量，可以获得标准颗粒溶液的流量，再经过换算可以获得标准颗粒溶液在可视化窗口内的流速。标准溶液在进入可视化窗口之前，经过流量均化装置可以使标准溶液的流体速度在流道内基本达到均匀。当流速基本均匀的标准颗粒溶液通过可视化窗口时，应用激光多普勒流速仪（LDV）对可视窗的中央区域进行拍摄，获得颗粒物速度的测量数据与电磁流量计的原始标定结果进行对比，即可得出LDV测量数据的精度是否符合使用要求。

实施例5

在附图2的流道回路内注满已知颗粒大小分布的标准颗粒溶液，启动循环泵使标准颗粒溶液在流道回路内流动起来。经过电磁流量计的测量，可以获得标准颗粒溶液的流量，再经过换算可以获得标准颗粒溶液在可视化窗口内的流速。标准溶液在进入可视化窗口之前，经过流量均化装置可以使标准溶液的流体速度在流道内基本达到均匀。当流速基本均匀的标准颗粒溶液通过可视化窗口时，应用激光计数仪对可视窗的中央区域进行拍摄，获得颗粒物大小和数量的测量数据与标准溶液的原始标定结果进行对比，即可得出激光计数仪测量数据的精度是否符合使用要求。

另外，本发明检定装置还具有以下特点：

①工作介质：YH-10航空液压油或者其他液体介质，颗粒物为标准颗粒ISO ACFTD（空气滤清器精细试验粉末），工作压力为0~1MPa，温度为1~90℃；

②结构特点：标准颗粒溶液采用YH-10航空液压油内添加标准颗粒物构成，流量均化装置采用压降自恢复型，流道Φ20~60mm，可视化流道截面长度为10~50mm、截面宽度为10~50mm、流道长度为50~300mm，电磁流量计上游稳定段长度不小于10倍流道内径。

③安装方式：所有部件都安装在一个矩形大理石专用基座上，基座长度为300~500mm、宽度200~400mm、厚度为10~50mm。

④应用对象：该检定装置可以针对液体用PDPA的各项测量性能指标参数进行检定，以及在其他需要对流场速度、颗粒物大小和浓度进行检定的设备中也可以应用。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。