專利名稱：水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及電子工程、光電工程、軟件工程、通信工程、數(shù)字信號(hào)處理等技術(shù)領(lǐng)域， 具體來(lái)說(shuō)，是一種用來(lái)測(cè)量水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面上的水滴平均直徑變化曲線的測(cè)量方法及測(cè)量裝置。
背景技術(shù)：
探測(cè)水滴直徑技術(shù)早在上個(gè)世紀(jì)70年代，就開(kāi)始活躍起來(lái)。早期的測(cè)量水滴直徑的方法主要有熱力學(xué)法、光學(xué)法、示蹤與導(dǎo)電法、分離法、臨界速度法及利用板孔測(cè)量等。 從上世紀(jì)70年代開(kāi)始，世界上一些主要研究機(jī)構(gòu)和制造商相繼展開(kāi)用光學(xué)法測(cè)量水滴直徑的工作。如前蘇聯(lián)莫斯科動(dòng)力學(xué)院熱工研究所，德國(guó)阿亨工大，斯圖加特大學(xué)，日本東芝、 三菱，美國(guó)西屋、通用，英國(guó)CERL，法國(guó)EDF，意大利ENEL，瑞士 ABB，美國(guó)EPRI和捷克布拉格工大等先后研制了不同的光學(xué)探針用于測(cè)量濕蒸汽水滴平均直徑。根據(jù)工作原理的不同， 這些光學(xué)探針可分為全散射法測(cè)量和角散射法測(cè)量?jī)纱箢悺Ｈ⑸浞ǖ幕驹硎峭ㄟ^(guò)測(cè)量光束穿過(guò)濕蒸汽后的投射光衰減得到水滴粒徑分布和平均粒徑。角散射法則是通過(guò)測(cè)量水滴在某一角度下的散射光強(qiáng)或某一個(gè)空間立體角內(nèi)的散射光通量來(lái)確定水滴的尺寸。探針式的測(cè)量方法有它的不足，這是一種侵入式的測(cè)量方法，如果把其應(yīng)用到流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，勢(shì)必對(duì)水滴流場(chǎng)產(chǎn)生干擾；且上述方法均無(wú)法測(cè)量隨流場(chǎng)運(yùn)動(dòng)的水滴在流場(chǎng)中不同時(shí)刻不同截面的平均水滴變化直徑。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提出一種水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量方法及裝置，不僅可以測(cè)出水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面上的水滴平均直徑，還可以得到水滴流場(chǎng)離散截面不同時(shí)刻水滴平均直徑的變化情況。本發(fā)明水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑變化曲線測(cè)量方法，通過(guò)以下步驟來(lái)完成步驟1 設(shè)備調(diào)試；調(diào)整激光器發(fā)射激光的角度，使激光器發(fā)射的激光束射由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上一點(diǎn)a射入，由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上與點(diǎn)a對(duì)稱的點(diǎn)b射出；同時(shí)，設(shè)置光強(qiáng)接收器接收衰減后的激光束。步驟2 設(shè)置激光束激光發(fā)射頻率；設(shè)置激光器每間隔相同時(shí)間步長(zhǎng)△ t發(fā)射一條激光束；設(shè)激光器所發(fā)射的第i條激光束對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)刻為、，0 < i,i為正整數(shù)；、時(shí)刻激光器發(fā)射的激光束受到水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴折射作用后強(qiáng)度衰減，^時(shí)刻衰減后激光束由水滴流場(chǎng)的離散截面另一側(cè)射出。步驟3 獲得ti時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_ ； 通過(guò)光強(qiáng)感應(yīng)器接收^時(shí)刻衰減后激光束，得到^時(shí)刻衰減后激光束的光強(qiáng)分布圖，并根據(jù)光強(qiáng)分布圖得到^時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_。步驟4 判斷的Ii,_是否合理；若0< Iiimax < Iiift，則Iiimax合理，IiiftSti時(shí)刻由激光器發(fā)射的條激光束的強(qiáng)度，通過(guò)合理的Ii,.得到ti時(shí)刻的水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑；若Ii,max ^ 0或 Ii, _ ^ IiI則Ii,_不合理，進(jìn)入步驟5。步驟5 對(duì)不合理的Ii,_進(jìn)行判斷；當(dāng)三個(gè)連續(xù)時(shí)刻tH，ti; ti+1的中間時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_不合理時(shí)，則通過(guò)步驟4中得到的ti時(shí)刻前一時(shí)刻tg與后一時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑相加后取平均值，即可得到^時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑。當(dāng)兩個(gè)連續(xù)時(shí)刻ti; ti+1中衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii, _ 與Ii+1,max均不合理，則對(duì)ti，ti+1時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑忽略不計(jì)。步驟6 得到水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑變化曲線；將步驟4與步驟5中所得到的、時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑進(jìn)行進(jìn)行頻譜分析，選取適當(dāng)頻譜范圍，還原各時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑變化曲線。本發(fā)明一種水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，包括控制器、激光器、水滴流場(chǎng)通道、光強(qiáng)感應(yīng)器、監(jiān)測(cè)分析器；其中，控制器包括供電模塊與控制模塊，供電模塊用來(lái)將經(jīng)過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換后的電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓為激光器與控制模塊供電。所述控制模塊包括晶振電路、復(fù)位電路、單片機(jī)、時(shí)間步長(zhǎng)顯示電路、激光開(kāi)關(guān)電路、當(dāng)前時(shí)間顯示電路；晶振電路用來(lái)為單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖；復(fù)位電路用來(lái)在單片機(jī)中程序出錯(cuò)時(shí)復(fù)位單片機(jī)；激光器開(kāi)關(guān)電路通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制，用來(lái)開(kāi)啟或斷開(kāi)激光器的電源；當(dāng)前時(shí)間顯示電路用來(lái)顯示當(dāng)前工作時(shí)間；時(shí)間步長(zhǎng)顯示電路用來(lái)顯示設(shè)定的間隔時(shí)間步長(zhǎng)At ；控制器與激光器相連，通過(guò)控制器控制激光器每間隔時(shí)間步長(zhǎng)At發(fā)射一次激光束，設(shè)激光器所發(fā)射的第i條激光束對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)刻為、，0 < i，i為正整數(shù)。激光器的激光發(fā)射端前方設(shè)置有筒狀水滴流場(chǎng)通道；水滴流場(chǎng)由水滴流場(chǎng)通道一端進(jìn)入后，由另一端流出，水滴流場(chǎng)通道周側(cè)上相對(duì)開(kāi)有激光束入口與激光束出口，激光器在、時(shí)刻發(fā)射的激光束由激光束入口射入到水滴流場(chǎng)通道內(nèi)部，衰減后的激光束由出口射出到光強(qiáng)感應(yīng)器中，通過(guò)光強(qiáng)感應(yīng)器得到^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖，發(fā)送給監(jiān)測(cè)分析器。所述監(jiān)測(cè)分析器包括數(shù)據(jù)傳遞模塊、數(shù)據(jù)前處理模塊、分析計(jì)算模塊、頻譜分析模塊與顯示模塊。其中，數(shù)據(jù)傳遞模塊用來(lái)接收由光強(qiáng)傳感器發(fā)送的^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖，并發(fā)送給數(shù)據(jù)前處理模塊。數(shù)據(jù)前處理模塊對(duì)每^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖進(jìn)行分析，得到^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)位置上的強(qiáng)度Ii, _，并對(duì)Ii, _進(jìn)行判斷；若O < Ii, _ < Ii,初，則判斷Ii,_合理，則將Ii,_發(fā)送到分析計(jì)算模塊；若Ii,_彡0或Ii,max ^ Ii,初，則 Ii,_不合理，則將Ii,_舍去，并向分析計(jì)算模塊發(fā)送Null值；上述為ti時(shí)刻激光器發(fā)射的激光束強(qiáng)度。
分析計(jì)算模塊根據(jù)接收到的合理Ii, _，得到與合理Ii, _對(duì)應(yīng)的、時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑，發(fā)送給頻譜分析模塊。頻譜分析模塊用來(lái)接收到的^時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑進(jìn)行頻譜分析，還原各時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑變化曲線，并在顯示模塊中進(jìn)行顯示。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、本發(fā)明測(cè)量方法不僅可測(cè)得水滴流場(chǎng)中不同時(shí)刻不同離散截面上的水滴平均直徑，還可獲得水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同截面水滴平均直徑變化曲線；2、本發(fā)明測(cè)量裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)得的水滴流場(chǎng)截面水滴平均直徑精確不失真。


圖1是本發(fā)明測(cè)量方法流程圖；圖2是本發(fā)明測(cè)量裝置整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明測(cè)量裝置中控制器結(jié)構(gòu)框圖；圖4是本發(fā)明測(cè)量裝置中水滴流場(chǎng)通道結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明測(cè)量裝置中監(jiān)測(cè)分析器結(jié)構(gòu)框圖。圖中1-控制器2-激光器3-反射鏡4-水滴流場(chǎng)通道5-光強(qiáng)感應(yīng)器6-分析器7-變壓器101-供電模塊102-控制模塊102a-晶振電路102b_復(fù)位電路102c_單片機(jī)401-激光束入口 402-激光束出口 102d_時(shí)間步長(zhǎng)顯示電路102e_激光開(kāi)關(guān)電路102f-當(dāng)前時(shí)間顯示電路601-數(shù)據(jù)傳遞模塊
602-數(shù)據(jù)前處理模塊603-分析計(jì)算模塊604-頻譜分析模塊605-顯示模塊
具體實(shí)施例方式下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明。本發(fā)明水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑曲線測(cè)量方法，如圖1所示，通過(guò)以下步驟來(lái)完成步驟1 設(shè)備調(diào)試；調(diào)整激光器發(fā)射激光的角度，使激光器發(fā)射的激光束射由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上一點(diǎn)a射入，由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上與點(diǎn)a對(duì)稱的點(diǎn)b射出；同時(shí)，將光強(qiáng)接收器設(shè)置在可接收到衰減后的激光束的位置。為了調(diào)整激光器發(fā)射激光的角度，本發(fā)明在激光器的發(fā)射端與水滴流場(chǎng)間設(shè)置有反射鏡，調(diào)整反射鏡的角度，來(lái)調(diào)整激光器所發(fā)射激光的角度，由此可在保持激光器不動(dòng)得情況下對(duì)激光器射出激光角度的調(diào)整，方便了設(shè)備的調(diào)試ο步驟2 設(shè)置激光束激光發(fā)射頻率；設(shè)置激光器每間隔相同時(shí)間步長(zhǎng)At發(fā)射一條激光束；為了便于說(shuō)明，設(shè)激光器所發(fā)射的第i條激光束對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)刻為、，0 < i，i為正整數(shù)。、時(shí)刻激光器發(fā)射的激光束受到水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴折射作用后強(qiáng)度衰減，i條衰減后激光束由水滴流場(chǎng)的離散截面另一側(cè)射出。步驟3 獲得、時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_ ；通過(guò)光強(qiáng)感應(yīng)器接收^時(shí)刻衰減后激光束，得到^時(shí)刻衰減后激光束的光強(qiáng)分布圖，并根據(jù)光強(qiáng)分布圖得到^時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_。步驟4 判斷的Ii,_是否合理；若0< Ii,, < Ii,初，則Ii,,合理，Ii,初為、時(shí)刻由激光器發(fā)射的條激光束的強(qiáng)度，通過(guò)合理的Ii, _得到ti時(shí)刻的水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑(參考文獻(xiàn)《Mie 光散射理論數(shù)值計(jì)算方法》，項(xiàng)建勝、何俊華)；若Ii,_ ( 0或Ii,max ^ \iM,則Ii,_不合理， 進(jìn)入步驟5 ；步驟5 對(duì)不合理的Ii,_進(jìn)行判斷；為了保證測(cè)量過(guò)程中各時(shí)刻水滴流場(chǎng)截面水滴平均直徑數(shù)據(jù)的完整性，因此，根據(jù)激光束發(fā)射激光束的間隔步長(zhǎng)相同，從而在本發(fā)明測(cè)量方法中，當(dāng)三個(gè)連續(xù)時(shí)刻tH，ti; ti+1的中間時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_不合理時(shí)，則通過(guò)步驟4中得到的、時(shí)刻前一時(shí)刻、與后一時(shí)刻ti+1水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑相加后取平均值，即可得到^時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑。當(dāng)兩個(gè)連續(xù)時(shí)刻ti; ti+1中衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii, _ 與Ii+1,max均不合理，則對(duì)ti; ti+1時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑忽略不計(jì)。步驟6 得到水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑變化曲線；將步驟4與步驟5中所得到的、時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑進(jìn)行進(jìn)行頻譜分析，選取適當(dāng)頻譜范圍，還原各時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑變化曲線。上述步驟2中Δ t需滿足0 < Δ t < l/2fmax，由此使最終獲得的水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑更加精確不失真。其中，fmax通過(guò)下述方法得到①、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的水滴噴射器分別以固定頻率fmax,^fmax,2，…，fmax,n噴射由相同直徑的水滴構(gòu)成的水滴流場(chǎng)；η > 2，η為正整數(shù)；②、設(shè)置激光頭以與①中水滴噴射器相同頻率發(fā)射激光束，使激光束分別穿過(guò)① 中以固定頻率fmax,n噴射的水滴流場(chǎng)后衰減，進(jìn)行步驟3 6，得到η條水滴流場(chǎng)離散截面水
滴平均直徑曲線，并得到η條水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑曲線的最大頻率f1; f2，…， f
iIl0③、將”乙払”…，^-^與“^，…，4進(jìn)行曲線擬合，得到經(jīng)驗(yàn)公式
fmax = a1fn+a2f(n-1)+a3f(n-2)+……+a^f+^ (1)
其中，％、 、…、％為系數(shù)，根據(jù)如下矩陣公式求得
權(quán)利要求
1.水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑變化曲線測(cè)量方法，其特征在于通過(guò)以下步驟來(lái)完成步驟1 設(shè)備調(diào)試；調(diào)整激光器發(fā)射激光的角度，使激光器發(fā)射的激光束射由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上一點(diǎn)a射入，由水滴流場(chǎng)的離散截面周向上與點(diǎn)a對(duì)稱的點(diǎn)b射出；同時(shí)，設(shè)置光強(qiáng)接收器接收衰減后的激光束；步驟2 設(shè)置激光束激光發(fā)射頻率；設(shè)置激光器每間隔相同時(shí)間步長(zhǎng)△ t發(fā)射一條激光束；設(shè)激光器所發(fā)射的第i條激光束對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)刻為、，0 < i,i為正整數(shù)；、時(shí)刻激光器發(fā)射的激光束受到水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴折射作用后強(qiáng)度衰減，^時(shí)刻衰減后激光束由水滴流場(chǎng)的離散截面另一側(cè)射出；步驟3 獲得^時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_ ；通過(guò)光強(qiáng)感應(yīng)器接收^時(shí)刻衰減后激光束，得到^時(shí)刻衰減后激光束的光強(qiáng)分布圖， 并根據(jù)光強(qiáng)分布圖得到^時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii,_ ；步驟4:判斷的Ii,_是否合理；若0 < Ii,_ < Ii,則Ii,_合理，Ii.tt為、時(shí)刻由激光器發(fā)射的條激光束的強(qiáng)度，通過(guò)合理的Ii,.得到、時(shí)刻的水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑；若Ii,max ^ 0或Iiimax ^ Ii, tt，則Ii,_不合理，進(jìn)入步驟5;步驟5 對(duì)不合理的Ii,_進(jìn)行判斷；當(dāng)三個(gè)連續(xù)時(shí)刻tH，ti; ti+1的中間時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii, _不合理時(shí)，則通過(guò)步驟4中得到的、時(shí)刻前一時(shí)刻tg與后一時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑相加后取平均值，即可得到^時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑；當(dāng)兩個(gè)連續(xù)時(shí)刻ti+1中衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)的位置上的光強(qiáng)Ii, _與 Ii+1,fflax均不合理，則對(duì)ti; ti+1時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑忽略不計(jì)；步驟6 得到水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑變化曲線；將步驟4與步驟5中所得到的、時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑進(jìn)行進(jìn)行頻譜分析，選取適當(dāng)頻譜范圍，還原各時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑變化曲線。
2.如權(quán)利要求1所述水滴流場(chǎng)離散截面上水滴平均直徑曲線測(cè)量方法，其特征在于 所述步驟2中0 < Δ t彡l/2fmax ；其中，fmax通過(guò)下述方法得到①、通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的水滴噴射器分別以固定頻率^yfmax,2，…，fmax,n噴射由相同直徑的水滴構(gòu)成的水滴流場(chǎng)；η > 2，η為正整數(shù)；②、設(shè)置激光頭以與①中水滴噴射器相同頻率發(fā)射激光束，使激光束分別穿過(guò)①中以固定頻率fmax,n噴射的水滴流場(chǎng)后衰減，進(jìn)行步驟3 6，得到η條水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑曲線，并得到η條水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑曲線的最大頻率f” f2，…，fn。③、將^fmaxV…，與f\，f2，…，4進(jìn)行曲線擬合，得到經(jīng)驗(yàn)公式fmax = a1fn+a2f(n-1)+a3f(n-2)+……+ “)-+ (1)其中，％、 、…、％為系數(shù)，根據(jù)如下矩陣公式求得
3.一種水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，包括控制器、激光器、水滴流場(chǎng)通道、光強(qiáng)感應(yīng)器、監(jiān)測(cè)分析器；其中，控制器包括供電模塊與控制模塊，供電模塊用來(lái)將經(jīng)過(guò)變壓器轉(zhuǎn)換后的電壓轉(zhuǎn)換成直流電壓為激光器與控制模塊供電；所述控制模塊包括晶振電路、復(fù)位電路、單片機(jī)、時(shí)間步長(zhǎng)顯示電路、激光開(kāi)關(guān)電路、當(dāng)前時(shí)間顯示電路；晶振電路用來(lái)為單片機(jī)提供工作信號(hào)脈沖；復(fù)位電路用來(lái)在單片機(jī)中程序出錯(cuò)時(shí)復(fù)位單片機(jī)；激光器開(kāi)關(guān)電路通過(guò)單片機(jī)來(lái)控制，用來(lái)開(kāi)啟或斷開(kāi)激光器的電源； 當(dāng)前時(shí)間顯示電路用來(lái)顯示當(dāng)前工作時(shí)間；時(shí)間步長(zhǎng)顯示電路用來(lái)顯示設(shè)定的間隔時(shí)間步長(zhǎng)At;控制器與激光器相連，通過(guò)控制器控制激光器每間隔時(shí)間步長(zhǎng)At發(fā)射一次激光束，設(shè)激光器所發(fā)射的第i條激光束對(duì)應(yīng)的發(fā)射時(shí)刻為、，0 < i，i為正整數(shù)；激光器的激光發(fā)射端前方設(shè)置有筒狀水滴流場(chǎng)通道；水滴流場(chǎng)由水滴流場(chǎng)通道一端進(jìn)入后，由另一端流出，水滴流場(chǎng)通道周側(cè)上相對(duì)開(kāi)有激光束入口與激光束出口，激光器在、 時(shí)刻發(fā)射的激光束由激光束入口射入到水滴流場(chǎng)通道內(nèi)部，衰減后的激光束由出口射出到光強(qiáng)感應(yīng)器中，通過(guò)光強(qiáng)感應(yīng)器得到、時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖，發(fā)送給監(jiān)測(cè)分析器；所述監(jiān)測(cè)分析器包括數(shù)據(jù)傳遞模塊、數(shù)據(jù)前處理模塊、分析計(jì)算模塊、頻譜分析模塊與顯示模塊；其中，數(shù)據(jù)傳遞模塊用來(lái)接收由光強(qiáng)傳感器發(fā)送的^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖，并發(fā)送給數(shù)據(jù)前處理模塊；數(shù)據(jù)前處理模塊對(duì)每^時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)分布圖進(jìn)行分析，得到、時(shí)刻衰減后的激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)位置上的強(qiáng)度Ii,_，并對(duì)Ii,_進(jìn)行判斷；若O < Ii,max < Iujl, 則判斷Ii,_合理，則將Ii,_發(fā)送到分析計(jì)算模塊；若Ii,_ ( 0或Ii,max ^ I』，則Ii,_不合理，則將Ii,_舍去，并向分析計(jì)算模塊發(fā)送Null值；上述為ti時(shí)刻激光器發(fā)射的激光束強(qiáng)度；分析計(jì)算模塊根據(jù)接收到的合理Ii, _，得到與合理Ii, _對(duì)應(yīng)的、時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑，發(fā)送給頻譜分析模塊；頻譜分析模塊用來(lái)接收到的^時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑進(jìn)行頻譜分析，還原各時(shí)刻水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑變化曲線，并在顯示模塊中進(jìn)行顯示。
4.如權(quán)利要求3所述水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，其特征在于所述變壓器將日常用電電壓轉(zhuǎn)換成15V和9V電壓提供給控制器中的供電模塊，15V電壓與9V電壓均經(jīng)過(guò)供電模塊中的橋電路進(jìn)行整流后，再分別經(jīng)過(guò)供電模塊中的7812穩(wěn)壓電路與7805穩(wěn)壓電路進(jìn)行穩(wěn)壓后，得到12V與5V的直流電壓；其中12V電壓用來(lái)為激光器供電，5V電壓用來(lái)為控制器中控制模塊供電。
5.如權(quán)利要求3所述水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，其特征在于所述激光束入口與激光束出口對(duì)稱。
6.如權(quán)利要求3所述水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，其特征在于在激光器的射入端與水滴流場(chǎng)通道間設(shè)置有反光鏡。
7.如權(quán)利要求3所述水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量裝置，其特征在于所述分析計(jì)算模塊還對(duì)數(shù)據(jù)前處理模塊發(fā)送的Null值進(jìn)行分析判斷，當(dāng) Null值不連續(xù)時(shí)，則通過(guò)Null值對(duì)應(yīng)的、時(shí)刻的前后時(shí)刻tg與時(shí)水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑相加取平均值，得到Null值對(duì)應(yīng)的、時(shí)刻的水滴流場(chǎng)離散截面上的水滴平均直徑，并發(fā)送給頻譜分析模塊；當(dāng)Null值連續(xù)時(shí)，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑變化曲線測(cè)量方法及裝置，通過(guò)激光器向水滴流場(chǎng)離散截面間隔相同時(shí)間步長(zhǎng)發(fā)射激光束，激光束受到衰減后進(jìn)入到光強(qiáng)感應(yīng)器中得到光強(qiáng)分布圖，通過(guò)監(jiān)測(cè)分析裝置由光強(qiáng)分布圖中得出各時(shí)刻衰減后激光束光強(qiáng)散色程度最強(qiáng)位置上的光強(qiáng)，并根據(jù)其中合理的光強(qiáng)得出對(duì)應(yīng)時(shí)刻的水滴流場(chǎng)離散截面水滴平均直徑。通過(guò)一段時(shí)間測(cè)量后，根據(jù)這段時(shí)間里得到的水滴流場(chǎng)離散截面平均水滴直徑，還原水滴流場(chǎng)離散截面平均水滴直徑變化曲線。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于不僅可測(cè)得水滴流場(chǎng)中不同時(shí)刻不同離散截面上的水滴平均直徑，還可獲得水滴流場(chǎng)不同時(shí)刻不同截面水滴平均直徑變化曲線。
文檔編號(hào)G01B11/10GK102425993SQ201110278839
公開(kāi)日2012年4月25日 申請(qǐng)日期2011年9月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月20日
發(fā)明者劉朝陽(yáng), 吳孟龍, 常士楠, 管章杰, 管貽生, 黎明中 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)