專利名稱：柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種柴油機(jī)共軌系統(tǒng)噴霧狀況的檢測(cè)裝置，具體的說是柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置。
背景技術(shù)：
柴油機(jī)的燃油噴射對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及排放性能有直接影響，因電控高壓共軌系統(tǒng)可精確控制燃油噴射和提高噴霧質(zhì)量，從而在柴油機(jī)上得到愈來愈廣泛的應(yīng)用。檢測(cè)共軌系統(tǒng)燃油噴射狀況是提高和保障共軌柴油機(jī)性能的一項(xiàng)重要技術(shù)手段，其中最直接有效的方法就是光學(xué)可視化實(shí)驗(yàn)技術(shù)，光學(xué)可視化技術(shù)能夠直觀地提供共軌系統(tǒng)噴霧場(chǎng)形成的信息，具有非接觸測(cè)量、不干擾流場(chǎng)的優(yōu)點(diǎn)，相比其他試驗(yàn)手段有無可替代的優(yōu)勢(shì)。常用的光學(xué)方法包括普通攝影法、紋影法、陰影法、全息法、干涉法、激光衍射、 圖像粒子測(cè)速(PIV)、激光誘導(dǎo)熒光(LIF)、激光多普勒測(cè)速(LDV)、相位多普勒粒子分析 (PDPA)等多種方法。這些光學(xué)方法都存在一些無法回避的缺點(diǎn)1、普通攝影法中最常用的就是高速攝像機(jī)，它能夠以很高的頻率記錄一個(gè)動(dòng)態(tài)過程的圖像，其中每幅圖像的曝光時(shí)間在幾萬分之一秒甚至幾百萬分之一秒已不鮮見，但這導(dǎo)致了每張圖片像素較低，而且要求儲(chǔ)存器很大，其價(jià)格昂貴，技術(shù)也極為復(fù)雜；2、傳統(tǒng)的陰影法和紋影法只適用于對(duì)折射率有變化的流場(chǎng)做定性的研究，比如溫度場(chǎng)和激波場(chǎng)；3、全息粒子測(cè)速(HPV)，激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)(LIF)雖然可以同時(shí)獲得三維的流場(chǎng)信息，但其設(shè)備復(fù)雜、成本也較高；4、激光散射、激光衍射、PIV、LIF、LDV、PDPA主要用來測(cè)量噴霧的微觀特性如燃料液滴的大小、濃度以及速度場(chǎng)分布等，但是需要匹配特殊參數(shù)要求的激光光源，所以價(jià)格非常昂貴。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為解決上述技術(shù)問題的不足，提供一種柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置，不僅穩(wěn)定性好、分辨率高、時(shí)間可精確調(diào)節(jié)、使用方便，而且可廣泛用于對(duì)柴油機(jī)共軌燃油噴射系統(tǒng)的噴霧化過程進(jìn)行同步拍攝。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題的不足，所采用的技術(shù)方案是柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置，主要由油泵試驗(yàn)臺(tái)、高壓泵、共軌管、電控噴油器、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、 噴霧箱、中央控制器、頻閃燈控制器、頻閃燈和數(shù)碼照相機(jī)構(gòu)成，設(shè)置在油泵試驗(yàn)臺(tái)上的高壓泵通過油管與共軌管相連，共軌管通過電控噴油器與噴霧箱相連，在噴霧箱的一側(cè)設(shè)有頻閃燈和數(shù)碼照相機(jī)，所述的數(shù)碼照相機(jī)上設(shè)有相機(jī)遮光罩，光電轉(zhuǎn)換電路和相機(jī)閃光燈設(shè)置在相機(jī)遮光罩內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換電路的輸出端輸入中央控制器，中央控制器分兩路輸出，一路經(jīng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路與電控噴油器相聯(lián)，另一路經(jīng)頻閃燈控制器與頻閃燈相聯(lián)。頻閃照相技術(shù)是一種較為簡單易行的方法，其基本原理是在相機(jī)快門開啟期間， 依靠頻閃燈歷時(shí)極短的強(qiáng)力閃光將所要拍攝的對(duì)象照亮，以拍攝動(dòng)態(tài)過程中這一極短時(shí)間內(nèi)的圖像；依次改變頻閃燈開始閃光的時(shí)間，就可以獲得高重復(fù)性動(dòng)態(tài)過程的變化圖像。頻閃照相技術(shù)可用于內(nèi)燃機(jī)燃油噴射過程的拍攝，其結(jié)果為判斷其噴霧質(zhì)量和研究噴射過程提供了重要的實(shí)驗(yàn)依據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果是1、本裝置使用開啟的閃光信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，使相機(jī)拍攝、燃油噴射、頻閃燈閃爍三者同步，故使用方便；相機(jī)的感光主要由頻閃燈閃光照亮噴霧來實(shí)驗(yàn)，因閃光持續(xù)時(shí)間可以控制在1/10000S的精度，由中央控制器輸出頻閃燈控制器的觸發(fā)信號(hào)可相對(duì)于噴濺控制信號(hào)進(jìn)行靈活調(diào)整，調(diào)節(jié)精確為50US，故控制精度高，穩(wěn)定性好；不需要對(duì)相機(jī)作任何拆裝與改造，只需要相機(jī)有最基本的功能即可，故適用性廣。2、本裝置解決了頻閃拍攝裝置與燃油噴射的同步問題，較為便捷地實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)共軌噴油系統(tǒng)燃油噴霧圖像的高精度拍攝。該裝置既可用于實(shí)驗(yàn)研究，通過拍攝噴油持續(xù)期內(nèi)不同時(shí)刻的噴霧形態(tài)，分析柴油機(jī)共軌系統(tǒng)的燃油噴射過程；也可用于工業(yè)用途，通過拍攝同一噴油時(shí)刻的瞬態(tài)噴霧圖片，檢測(cè)噴油嘴的噴霧質(zhì)量、各噴孔油束的均勻性及共軌系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，或不同噴油嘴的生產(chǎn)一致性。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)記1、油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)，2、高壓泵，3、共軌管，4、電控噴油器，5、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路，6、噴霧箱，7、中央控制器，8、頻閃燈控制器，9、頻閃燈，10、光電轉(zhuǎn)換電路，11.數(shù)碼照相機(jī)，12、相機(jī)閃光燈，13、相機(jī)遮光罩。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置，主要由油泵試驗(yàn)臺(tái)1、高壓泵 2、共軌管3、噴霧箱6、數(shù)碼照相機(jī)11、中央控制器7、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路5、頻閃燈控制器8和頻閃燈9構(gòu)成，設(shè)置在油泵試驗(yàn)臺(tái)1上的高壓泵2通過油管與共軌管3相連，共軌管3通過電控噴油器4與噴霧箱6相連，噴霧箱6的一側(cè)設(shè)有頻閃燈9和數(shù)碼照相機(jī)11，所述的數(shù)碼照相機(jī)11上設(shè)有相機(jī)遮光罩13，相機(jī)閃光燈12和光電轉(zhuǎn)換電路10設(shè)置在相機(jī)遮光罩13 內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換電路10的輸出端輸入中央控制器7，中央控制器7分兩路輸出，一路經(jīng)頻閃燈控制器8與頻閃燈9相聯(lián)，由頻閃燈控制器8控制頻閃燈9開閉，另一路經(jīng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路 5與電控噴油器4相聯(lián)，通過電磁閥驅(qū)動(dòng)電路5控制電控噴油器4。所述的光電轉(zhuǎn)換電路10置于相機(jī)閃光燈12之前，用于用以捕捉表征相機(jī)的閃光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，送入中央控制器7，中央控制器7以接收光電轉(zhuǎn)換電路10輸入的電信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，一路控制電磁閥驅(qū)動(dòng)電路5，使電控噴油器4噴油；同時(shí)，另一路輸出信號(hào)輸入頻閃燈控制器8，控制頻閃燈9閃光，使數(shù)碼照相機(jī)11感光，拍攝到指定時(shí)刻的噴霧照片。本裝置的工作流程油泵實(shí)驗(yàn)臺(tái)1運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)與共軌管3聯(lián)通。拍攝時(shí)，設(shè)置數(shù)碼相機(jī)11的工作方式為手動(dòng)，，高壓泵2向共軌管3內(nèi)泵入高壓燃油并保持一定的壓力，電控噴油器4噴油與同步閃光中的前簾同步，快門速度的設(shè)定應(yīng)保證可以拍到完整的噴油持續(xù)期 (如設(shè)定為0. k)，采用強(qiáng)制閃光模式。按下相機(jī)遙控器，使數(shù)碼照相機(jī)11快門打開，同時(shí)相機(jī)閃光燈12閃光，光電轉(zhuǎn)換電路10將相機(jī)閃光信號(hào)送入中央控制器7，中央控制器7以相機(jī)閃光信號(hào)為基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)適當(dāng)延時(shí)后輸出二路信號(hào)一路為噴油控制信號(hào)傳輸?shù)诫姶砰y驅(qū)動(dòng)電路5，控制電控噴油器4開始噴油；另一路頻閃控制信號(hào)輸入到頻閃燈控制器8，控制頻閃燈9閃光，因相機(jī)閃光燈12被相機(jī)遮光罩13擋住，從而保證了相機(jī)的感光主要由頻閃燈閃光照亮噴霧來實(shí)驗(yàn)，通過調(diào)整相對(duì)于基準(zhǔn)信號(hào)的頻閃燈閃光時(shí)刻，便可得到不同時(shí)刻的噴霧圖像。
權(quán)利要求1.柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置，其特征在于主要由油泵試驗(yàn)臺(tái)(1)、高壓泵 (2)、共軌管(3)、電控噴油器(4)、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(5)、噴霧箱(6)、中央控制器(7)、頻閃燈控制器(8)、頻閃燈(9)和數(shù)碼照相機(jī)(11)構(gòu)成，設(shè)置在油泵試驗(yàn)臺(tái)(1)上的高壓泵(2) 通過油管與共軌管(3)相連，共軌管(3)通過電控噴油器(4)與噴霧箱(6)相連，在噴霧箱(6)的一側(cè)設(shè)有頻閃燈(9)和數(shù)碼照相機(jī)(11)，所述的數(shù)碼照相機(jī)(11)上設(shè)有相機(jī)遮光罩 (13 )，光電轉(zhuǎn)換電路(10 )和相機(jī)閃光燈(12)設(shè)置在相機(jī)遮光罩(13 )內(nèi)，光電轉(zhuǎn)換電路(10 ) 將捕捉到相機(jī)閃光燈(12)的閃光信號(hào)處理成電信號(hào)并輸送給中央控制器(7)，中央控制器(7)分兩路輸出，一路經(jīng)電磁閥驅(qū)動(dòng)電路(5)與電控噴油器(4)相聯(lián)，另一路經(jīng)頻閃燈控制器(8)與頻閃燈(9)相聯(lián)。
專利摘要柴油機(jī)共軌系統(tǒng)用頻閃同步拍攝裝置，主要由油泵試驗(yàn)臺(tái)、高壓泵、共軌管、電控噴油器、電磁閥驅(qū)動(dòng)電路、噴霧箱、中央控制器、頻閃燈控制器、頻閃燈和數(shù)碼照相機(jī)構(gòu)成，本裝置使用開啟的閃光信號(hào)作為基準(zhǔn)信號(hào)，使相機(jī)拍攝、燃油噴射、頻閃燈閃爍三者同步，故使用方便；相機(jī)的感光主要由頻閃燈閃光照亮噴霧來實(shí)驗(yàn)，因閃光持續(xù)時(shí)間可以控制在1/10000s的精度，由中央控制器輸出頻閃燈控制器的觸發(fā)信號(hào)可相對(duì)于噴濺控制信號(hào)進(jìn)行靈活調(diào)整，調(diào)節(jié)精確為50us，故控制精度高，穩(wěn)定性好；不需要對(duì)相機(jī)作任何拆裝與改造，只需要相機(jī)有最基本的功能即可，故適用性廣。
文檔編號(hào)F02M65/00GK202250537SQ201120359720
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2011年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月23日
發(fā)明者劉建新, 宗永平, 李民, 杜慧勇, 王站成, 韓亮 申請(qǐng)人:河南科技大學(xué)