专利名称:闪频光导涡量计的制作方法
本实用新型属于流体中涡流测量仪器。
在现代科学研究和生产建设中，经常遇到与流体流动中涡流有关的问题，如燃气轮机械中的火焰稳定器的最佳形式；舰船及潜艇的整形减阻及噪音；高楼群间的旋风走向；桥墩下游的尾流及大跨度桥梁在强风中的振动问题等都与流体流经障碍物后形成的迴流区内旋涡的生成、发展及旋涡的稳定有关。要研究这些问题，就要确定迴流区内流体的涡量。以前缺乏直接测量的仪器，只好用测量迴流区内速度场或通过数值计算的方法来间接地确定。由于流体流经形状复杂的物体后形成的迴流区速度场的测定是很困难的。用数值计算时边界的涡量值也很难确定，特别是计算时必须依赖湍流模型，而当今流行的湍流模型本身的正确性还需检验，所以此二种间接的方法很难在实际中应用。
本实用新型、提供一种能直接测得迴流区涡量分布的涡量计，为验证各种湍流理论，提高流体机械的效率，解决建筑物稳定性等问题提供直接的依据。
图1是本实用新型工作框图，其中1.测涡风轮，2.测杆，3.光电转换器，4.放大器，5.脉冲计数器，6.激光器，7.光导纤维。
图2是图1中测涡风轮(1)与测杆(2)的结构方案图。其中1.叶片，2.轴套，3.轴，4.轴承，5.连接板，6.测杆，7.光导纤维。
图3是测涡风轮的叶片和轴套的结构方案图。其中s表面是反射面，h是测涡风轮的径向高度，L是叶片的宽度，a是叶片厚度，b是轴套的宽度，φ1是轴套的内径，φ2是轴套的外径。
图4是图1中所说的测杆(2)与光导纤维(7)与测涡风轮(1)的结构方案图。其中1.表示光导纤维的光信号输出股，2.表示光导纤维的光信号输入股，3.测杆外套，4.测涡风轮。
图5是本实用新型实施所测的涡量分布图，它是火焰稳定器垂直对称面上高度为15毫米时，涡量沿迴流区长度的分布。
本实用新型的工作过程如图1所示，将测涡风轮(1)置放在流场的被测座标点，在该点涡流带动下测涡风轮转动。激光器(6)发出的激光信号，通过光导纤维(7)的输入股射向测涡风轮(1)的反射面s(见图3中2所示)。旋转着的测涡风轮的叶片将由光导纤维射来的连续光信号，反射成脉冲光信号，并射向光导纤维，光导纤维的输出股(见图3中1所示)将反射回的脉冲光信号送入光电转换器(3)，光电转换器(3)将脉冲光信号变成脉冲电信号，并转送到放大器(4)进行放大，经放大了的电信号送入脉冲计数器(5)进行记录，或将脉冲光信号送入计算机进行处理，这样就可以得到被测点的涡量。
本实用新型使用时可以配有三维坐标架和微机的位置记录程序，这样在各种复杂的三维涡量场中对所需测量的各点进行测量，而得整个场的涡量分布。
为了保证在各种姿态下光信号的可靠传输，本实用新型图1所示的测涡风轮(1)与测杆(2)和光导纤维(7)做成整体，如图2所示的结构，这样可以保证不论测量那一点时，可以使光信号准确的投射到叶片的反射面上，同时叶片的反射光线也可以准确的投射回光导纤维的接收端，正确无误传输到光电转换器(图1中3所示)上。
为了得到较好的灵敏度，本实用新型的测涡风轮，制做的轻而小，且摩擦力小。本实用新型的测涡风轮的叶片(图2－1)可以是2～6个，其材料可以是铝合金，铜合金，或铁合金也可以是硬塑料的，在叶片的反射面s(图3所示)可以镀上一层银膜，以便增加反射光的强度。叶片的尺寸应尽量的小，以便减少对流场的干扰，图3所示的各种尺寸，叶片长度可以是2～10毫米，宽度可以是2－10毫米，厚度可以是0.3～0.6毫米。为了减少摩擦力本实用新型的轴承，可以用耐磨合金，也可以用宝石做成。
本实用新型的实验举例选用，氦氖激光器，JH801型数字频率计，普通二级放大器，普通光电转换器，IBM－微机，NSA－671－20型绘图机和自制的测涡风轮，测杆组成全部测量系统。其中测涡风轮是有四个叶片，叶片长度为5毫米，宽度为4毫米，厚度为0.5毫米，叶片与轴套为整体铝合金制成，在叶片的反射面上镀银为反射层，经测量及数据处理后所得曲线如图5所示。
权利要求
1.闪频光导涡量计，其特征是由测涡凤轮、测杆、光电转换器、放大器、脉冲计数器、激光器、测头架、光导纤维等组成，
2.如权利要求
1所述的闪频光导涡量计，其特征是用氦氖激光器为光源，
3.如权利要求
1所述的闪频光导涡量计，其特征是测涡凤轮与测杆由测头架连成一体。
4.如权利要求
1所述的闪频光导涡量计，其特征是在测杆内的光导纤维束可以是一股而在测杆外分成两股分别导光，也可以是两股同时装在测杆内，
5.如权利要求
1所述的闪频光导涡量计，其特征是测涡凤轮是由叶片、轴套、轴、轴承、等组成，
6.如权利要求
5所述的闪频光导涡量计的测涡凤轮的叶片数量可以是2个到6个，
7.如权利要求
5所述的闪频光导涡量计的测涡凤轮的叶片和轴套是由铝制成，
8.如权利要求
5所述的闪频光导涡量计的测涡凤轮叶片的反射面上镀银，
9.如权利要求
5所述的闪频光导涡量计的测涡凤轮的轴承是用宝石制成，
10.如权利要求
5所述的闪频光导涡量计的测涡凤轮的叶片和轴套用塑料制成。
专利摘要
本闪频光导涡量计，是一种直接测量流体回流区中涡量分布的装置。它是由测涡凤轮、测杆、光电转换器、放大器、脉冲计数器、激光器和光导纤维等组成。它可为验证各种湍流理论，提高流体机械效率，解决建筑物稳定性等问题提供直接的依据。
文档编号G01N11/14GK86207493SQ86207493
公开日1987年8月19日 申请日期1986年10月25日
发明者林星山, 宁晃, 汪铸, 王铸 申请人:北京航空学院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan