收来自信号探测单元3的辐射光强信号，并且光电转换单元 6包括光电转换器，用于将所接收的辐射光强信号转换成电压信号，并且通过数据线将该电 压信号传送到数据采集系统7。
[0038] 数据采集系统7用于记录并保存光电转换单元6所传来的电压信号。
[0039]数据处理单元8接收来自数据采集系统7的数据并且对所接收的数据进行处理，以 获得燃烧颗粒运动速度。在本发明的一个示例中，数据处理单元8用于对数据采集系统7中 的电压信号进行互相关分析，获得两信号的渡越时间，并依据信号渡越时间计算出流场速 度。数据采集系统7还用于保存数据处理单元8的处理结果。
[0040] 图2为本实施例中的燃烧颗粒运动速度测量方法的流程图。
[0041] 如图2所示，燃烧颗粒运动速度测量方法包括以下步骤：
[0042] S1:首先确定信号探测单元3的两个探头之间的距离，然后点燃燃烧器1，保持燃烧 器1的稳定运行；
[0043] S2:信号探测单元3接收到燃烧颗粒的辐射光强信号；
[0044] S3:两根光纤5将福射光强信号传递给光电转换单元6;
[0045] S4:光电转换单元6将信号探测单元3传递来的辐射光强信号转换成电压信号，并 且将所转换的电压信号传递给数据采集系统7;
[0046] S5:数据采集系统7实时记录光电转换单元6的所传来的电压信号；
[0047] S6:数据处理单元8对光电转换单元6的电压信号进行处理，得到燃烧颗粒的运动 速度，具体地，数据处理单元8以两个上下游辐射光强信号作为互相关分析的随机信号x(t) 和y(t)，开展两信号的互相关函数分析：
[0049]其中，T为积分平均时间，τ为时间变量，Rxy⑴在τ = τ〇达到最大值，互相关信号的 渡越时间为τ〇,从而求得?目号渡越时间τ〇。
[0050]数据处理单元8依据互相关测速原理，获得燃烧颗粒平均运动速度ν: ν = d/το，其 中d为上下游探头之间的距离。数据处理单元8将处理得到的燃烧颗粒的运动速度存储在数 据采集系统7中。
[0051 ]在本实施例中，由于燃烧的脉动特性，颗粒浓度脉动变化，燃烧颗粒的辐射光强也 在随时间不停脉动变化，因此数据采集系统需实时记录两个探测器的信号。
[0052]本发明提供了一种燃烧颗粒运动速度测量装置与方法，测试装置包括信号探测单 元、光电转换单元、数据采集系统以及数据处理单元，信号探测单元通过光纤和光电转换单 元连接，位于燃烧颗粒运动流场一侧，光电转换单元包括光电转换器，将信号探测单元传递 过来的光强信号转换成电压信号，数据处理单元用于对数据采集系统中存储的数据进行处 理，从而得到燃烧颗粒运动速度。由于本发明基于火焰辐射，以燃烧流场中不均匀燃烧颗粒 产生辐射光强作为互相关分析的随机信号实现互相关测速，使得本发明提供的燃烧颗粒运 动速度测量装置以及方法仅需要两个沿颗粒流动方向上下游接收到的辐射信号即可获得 相关数据，通过对相关数据进行处理，可得到燃烧颗粒运动速度，具有结构简单、非接触式、 灵敏度高的优点。
[0053]本发明不限于【具体实施方式】的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各 种变化在所述的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的， 一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
【主权项】
1. 一种燃烧颗粒运动速度的测量装置，用于测量燃烧流场中的燃烧颗粒的运动速度， 包括： 信号探测单元，用于接收燃烧颗粒所产生的辐射光强并且位于燃烧颗粒运动流场一 侦L信号探测单元包括两个信号探测器，这两个信号探测器用于探测上下游辐射光强信号 并且沿燃烧颗粒运动方向布置； 光电转换单元，包括光电转换器，用于接收来自信号探测单元辐射的光强信号并将光 强信号转换成电压信号； 数据采集系统，用于记录并保存光电转换单元所转换的电压信号；以及 数据处理单元，用于对数据采集系统中保存的光电转换单元的电压信号进行处理，而 得到燃烧颗粒的运动速度， 其中，数据处理单元所得到的燃烧颗粒的运动速度的处理结果被保存在数据采集系统 中。2. 根据权利要求1所述的燃烧颗粒运动速度的测量装置，其中，信号探测器为辐射光强 的探头，探头垂直于燃烧颗粒的运动方向布置。3. 根据权利要求1或2所述的燃烧颗粒运动速度的测量装置，其中，信号探测单元和光 电转换单元通过光纤连接。4. 根据权利要求3所述的燃烧颗粒运动速度的测量装置，其中，光纤为两根，用于传递 分别从两个信号探测器接收到的辐射光强信号，并将辐射光强信号传送给光电转换单元。5. 根据权利要求1所述的燃烧颗粒运动速度的测量装置，其中，数据处理单元通过对数 据采集系统中所采集的电压信号进行互相关分析，获得两路电压信号的渡越时间，并依据 信号的渡越时间计算出流场速度。6. -种燃烧颗粒运动速度的测量方法，该方法利用权利要求1至5中任一项所述的燃烧 颗粒运动速度的测量装置来进行测量，并且包括以下步骤： 确定信号探测单元的两个信号探测器之间的距离； 信号探测单元接收来自燃烧颗粒的辐射光强信号，并将光强信号传递到光电转换单 元； 光电转换单元将信号探测单元传递来的光强信号转换成电压信号并且将所转换的电 压信号传递给数据采集系统； 数据处理单元以两个上下游的光强信号作为互相关分析的随机信号，对两个光强信号 进行互相关函数分析，得出燃烧颗粒的运动速度， 其中，数据处理单元所得到的燃烧颗粒的运动速度的处理结果被保存在数据采集系统 中。
【专利摘要】本发明涉及基于火焰辐射的燃烧颗粒运动速度的测量方法与装置。测量装置包括：信号探测单元，用于接收燃烧颗粒所产生的辐射光强，信号探测单元包括两个信号探测器，信号探测器用于探测上下游辐射光强信号，并且位于燃烧颗粒运动流场一侧并沿燃烧颗粒运动方向布置；光电转换单元，包括光电转换器，用于接收来自信号探测单元辐射的光强信号并转换成电压信号；数据采集系统，用于记录保存光电转换单元的电压信号；以及数据处理单元，用于对数据采集系统中保存的光电转换单元的电压信号进行处理，而得到燃烧颗粒的运动速度，数据处理单元的得到的燃烧颗粒的运动速度的结果被保存在数据采集系统中。本发明具有结构简单、非接触式且灵敏度高的优点。
【IPC分类】G01P3/36
【公开号】CN105606839
【申请号】CN201510951820
【发明人】杨斌, 姜勇俊, 蔡小舒, 周骛, 平力, 王占平, 于天泽, 项延辉, 何渊
【申请人】上海理工大学
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2015年12月16日