GDI喷雾撞壁附壁油膜厚度和质量的测量系统及方法与流程

技术特征：

1.GDI喷雾撞壁附壁油膜厚度和质量的测量系统，其特征在于，包括：位于正上方且垂直向下喷射的GDI喷油器，位于喷油器正下方的第一石英玻璃平板，YAG激光器，位于YAG激光器与第一石英玻璃平板下方之间的第一反射镜和匀光片，CCD相机，位于CCD相机与第一石英玻璃平板下方之间的滤波片、第二反射镜，加热系统；所述加热系统将第一石英玻璃平板加热至157摄氏度。

2.根据权利要求1所述GDI喷雾撞壁附壁油膜厚度和质量的测量系统，其特征在于，所述加热系统包括：热电偶温度传感器、PID温控表、上金属托盘、下金属托盘、放置在上金属托盘和下金属托盘之间的加热丝、变压器、空气开关、固态继电器；所述上金属托盘上面放置第一石英玻璃平板；所述变压器的输入端连接220V交流电源，输出端一路连接在固态继电器的交流端，最后接入加热丝的其中一个电极，输出端一路通过空气开关最后接入加热丝的另一个电极；所述固态继电器的直流端连接温控表；所述加热丝通过传递热量给上金属托盘，然后将石英玻璃平板加热到设定的温度。

3.在权利要求1所述测量系统上实现的GDI喷雾撞壁附壁油膜厚度和质量的测量方法，其特征在于，包括如下过程：

(一)燃料选择：异辛烷和3-戊酮的混合物，其中，3-戊酮的体积百分比为12％；

(二)固定厚度油膜的标定：

将上石英玻璃平板、下石英玻璃平板用特定厚度的垫圈隔开，称之为第二石英玻璃平板，中部空腔充入燃料，形成固定厚度的油膜L_标；

将第二石英玻璃平板替代第一石英玻璃平板，用266nm激光照射已知厚度的油膜，拍摄记录此时的荧光信号F_标；记D＝F_标/L_标；

(三)油膜厚度测量：

步骤一：连接系统，加热系统将第一石英玻璃平板壁面加热至试验所需温度；

步骤二：GDI喷油器将燃料喷射在一定温度的第一石英玻璃平板上，YAG激光器发射激光束，含有波长为266nm的激光和少量波长为532nm的激光，经过第一反射镜，透射波长为532nm的激光，反射波长为266nm的激光，将少量532nm激光过滤掉，其次经过匀光片，使激光能量在截面上均匀分布，同时将激光束变大，照亮喷射在不同温度第一石英玻璃平板上的整个喷雾区域，3-戊酮在266nm激光照射下，产生峰值波长420nm的荧光信号，第二反射镜将该荧光信号反射到CCD相机中，CCD相机将该荧光信号F拍摄记录下来传输并保存至电脑；为了得到更好的试验效果，在第二反射镜和CCD相机之间的滤波片为允许波长410nm-430nm信号通过的带通滤波片，进一步过滤干扰信号；

步骤三：根据L＝F/D，得到油膜的厚度L；

步骤四：利用MATLAB程序计算得到附壁油膜的体积，并在已知燃料密度的情况下计算得到附壁油膜质量。

4.在权利要求2所述测量系统上实现的GDI喷雾撞壁附壁油膜厚度和质量的测量方法，其特征在于，包括如下过程：

(一)燃料选择：异辛烷和3-戊酮的混合物，其中，3-戊酮的体积百分比为12％；

(二)固定厚度油膜的标定：

将上石英玻璃平板、下石英玻璃平板用特定厚度的垫圈隔开，称之为第二石英玻璃平板，中部空腔充入燃料，形成固定厚度的油膜L_标；

将第二石英玻璃平板替代第一石英玻璃平板，用266nm激光照射已知厚度的油膜，拍摄记录此时的荧光信号F_标；记D＝F_标/L_标；

(三)油膜厚度测量：

步骤一：连接系统，热电偶温度传感器测得的第一石英玻璃平板的表面温度低于PID温控表的设定值时，加热丝开始对第一石英玻璃平板进行加热；当热电偶温度传感器测得的第一石英玻璃平板的表面温度达到PID温控表的设定值后，加热丝停止对石英玻璃平板的加热过程；待石英玻璃平板表面温度降至PID温控表设定值之下后，加热丝继续对石英玻璃平板加热至设定值；加热系统反复进行上述过程，使得石英玻璃平板表面温度稳定在设定值，达到温度控制的目的；

步骤二：GDI喷油器将燃料喷射在一定温度的第一石英玻璃平板上，YAG激光器发射激光束，含有波长为266nm的激光和少量波长为532nm的激光，经过第一反射镜，透射波长为532nm的激光，反射波长为266nm的激光，将少量532nm激光过滤掉，其次经过匀光片，使激光能量在截面上均匀分布，同时将激光束变大，照亮喷射在不同温度第一石英玻璃平板上的整个喷雾区域，3-戊酮在266nm激光照射下，产生峰值波长420nm的荧光信号，第二反射镜将该荧光信号反射到CCD相机中，CCD相机将该荧光信号F拍摄记录下来传输并保存至电脑；为了得到更好的试验效果，在第二反射镜和CCD相机之间的滤波片为允许波长410nm-430nm信号通过的带通滤波片，进一步过滤干扰信号；

步骤三：根据L＝F/D，得到油膜的厚度L；

步骤四：利用MATLAB程序计算得到附壁油膜的体积，并在已知燃料密度的情况下计算得到附壁油膜质量。