基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于多相流測試技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在短短的幾十年里，流體研究越來越廣泛，涉及的學科與技術(shù)也不斷增加。流體運動情況極其復雜，要認清現(xiàn)象，獲得概念，首先要解決的問題就是檢測問題。隨著工業(yè)生產(chǎn)過程中計量、控制要求的不斷提高，對流體測量的要求也越來越迫切。
[0003]流體的研究由來已久，對于流體測量的研究，涌現(xiàn)出了許多不同形式的測量裝置，也發(fā)展出了很多種測量方法?？傮w而言，對于被測目標的測量總是需要基于其某一種可探測的特性才能進行；對于流體來說，最直觀的是光學特性，然后是電學特性、聲學特性等。
[0004]目前，針對流體的測量方法主要有電導探針法、高速攝影法；電導探針法是一種通過測量電導探針尖端的流體導電性來確定該點介質(zhì)分布的測量方法，電導探針法存在造價昂貴，標定困難，數(shù)據(jù)采集量龐大，操作困難的缺點；高速攝影法是對流體的運動情況進行影像記錄，高速攝影法需要昂貴的器材，存在數(shù)據(jù)處理難度高、適用性低等缺點；設(shè)計一種不使用昂貴的器材、數(shù)據(jù)采集量小、系統(tǒng)設(shè)備要求低、適用性強、設(shè)定方便的氣泡檢測裝置以檢測氣泡情況是非常有必要的。因此，本實用新型提出一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]為了解決目前氣泡檢測裝置存在造價昂貴、適用性低等缺點的問題，本實用新型提出了一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，其特征在于，包括半導體激光器與光敏電阻矩陣1、外罩2、不銹鋼毛細管陣列3、安全閥4、氣箱5、水栗6、氣栗7、第一調(diào)節(jié)閥8、第一軟管9、第二調(diào)節(jié)閥10、第二軟管11、防水密封層12、進水口 13、進氣口 14;具體為外罩2內(nèi)嵌有半導體激光器與光敏電阻矩陣1，不銹鋼毛細管陣列3頂部在外罩2內(nèi)，不銹鋼毛細管陣列3底部穿透防水密封層12，外罩2與防水密封層12密封連接，氣箱5與防水密封層12密封連接，水栗6輸出口連接第一調(diào)節(jié)閥8，第一調(diào)節(jié)閥8通過第一軟管9與外罩2的進水口 13相連，氣栗7輸出口連接第二調(diào)節(jié)閥10，第二調(diào)節(jié)閥10通過第二軟管11與氣箱5底部的進氣口 14相連，安全閥4安裝在氣箱5上。
[0006]所述半導體激光器與光敏電阻矩陣I由3-6個層面構(gòu)成，相鄰層面之間的間隔為2-3cm，每個層面均由半導體激光器和光敏電阻組成；在每個層面中，半導體激光器與光敏電阻按照I對I的軸對稱關(guān)系進行位置分布。
[0007]所述外罩2的橫截面為圓形。
[0008]本實用新型的有益效果在于，提出一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，可在不同實驗條件下準確檢測氣泡通過情況；該氣泡檢測裝置具有成本低、適用性強、數(shù)據(jù)采集量小、設(shè)定方便等優(yōu)點，能夠?qū)崿F(xiàn)氣泡位置的精確測量及標定，對兩相流的研究具有重要的意義。
【附圖說明】
[0009]圖1為基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置示意圖。
[0010]圖2為半導體激光器與光敏電阻矩陣中單一層面的安裝示意圖。
[0011]圖中標號:1-半導體激光器與光敏電阻矩陣、2-外罩、3-不銹鋼毛細管陣列、4-安全閥、5-氣箱、6-水栗、7-氣栗、8-第一調(diào)節(jié)閥、9-第一軟管、10-第二調(diào)節(jié)閥、11-第二軟管、12-防水密封層、13-進水口、14-進氣口、15-半導體激光器、16-光敏電阻。
【具體實施方式】
[0012]本實用新型提出一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作詳細說明。
[0013]圖1所示為基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置示意圖，包括半導體激光器與光敏電阻矩陣1、外罩2、不銹鋼毛細管陣列3、安全閥4、氣箱5、水栗6、氣栗7、第一調(diào)節(jié)閥8、第一軟管9、第二調(diào)節(jié)閥10、第二軟管11、防水密封層12、進水口 13、進氣口14 ;具體為外罩2內(nèi)嵌有半導體激光器與光敏電阻矩陣1，不銹鋼毛細管陣列3頂部在外罩內(nèi)，不銹鋼毛細管陣列3底部穿透防水密封層12以保證外罩2內(nèi)部與氣箱5之間可有氣體流通，外罩2與防水密封層12密封連接，氣箱5與防水密封層12密封連接，水栗6輸出口連接第一調(diào)節(jié)閥8，第一調(diào)節(jié)閥8通過第一軟管9與外罩2的進水口 13相連，氣栗7輸出口連接第二調(diào)節(jié)閥10，第二調(diào)節(jié)閥10通過第二軟管11與氣箱5底部的進氣口 14相連，安全閥4安裝在氣箱5上。
[0014]其中，半導體激光器與光敏電阻矩陣I由3-6個層面構(gòu)成，相鄰層面之間的間隔為
2-3cm，每個層面均由半導體激光器和光敏電阻組成；在每個層面中，半導體激光器與光敏電阻按照I對I的軸對稱關(guān)系進行位置分布；光敏電阻的輸出端用屏蔽線連接作為輸出線。
[0015]其中，夕卜罩2的橫截面為圓形。
[0016]其中，當氣箱5內(nèi)的氣壓超過氣泡檢測裝置可承受的最大壓強值時，安全閥4自動泄壓；另外，當氣泡檢測裝置停止工作后可通過安全閥4快速放出氣箱5內(nèi)的氣體。
[0017]圖2所示為半導體激光器與光敏電阻矩陣中單一層面的安裝示意圖；首先，在外罩內(nèi)嵌入一個半導體激光器，沿外罩直徑方向嵌入與其成軸對稱關(guān)系的光敏電阻；然后，在外罩的同一水平面上距離已安裝好的半導體激光器1.5-2cm的圓弧位置處嵌入第二個半導體激光器，同樣沿外罩直徑方向嵌入與所述第二個半導體激光器成軸對稱關(guān)系的光敏電阻；重復上述操作即可完成半導體激光器與光敏電阻矩陣的一個層面的安裝。3-6個層面構(gòu)成半導體激光器與光敏電阻矩陣，半導體激光器與光敏電阻矩陣的大小可根據(jù)外罩大小以及實際的測量需求進行調(diào)節(jié)；半導體激光器與光敏電阻矩陣相鄰層面之間應(yīng)具有一定角度的扭轉(zhuǎn)以減少光路的重復率，進而增強半導體激光器與光敏電阻矩陣的測量準確性。
[0018]為了模仿兩相流，水栗輸出口連接第一調(diào)節(jié)閥，第一調(diào)節(jié)閥通過第一軟管與外罩的進水口相連，利用水栗使外罩內(nèi)充滿液體并使之流動；利用氣栗將空氣通過第二軟管栗入氣箱內(nèi)；不銹鋼毛細管陣列底部穿透防水密封層，這樣就可通過不銹鋼毛細管陣列生成氣泡；第一調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水栗的功率，第二調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣栗的功率，通過調(diào)節(jié)水栗和氣栗的功率來模擬不同的兩相流流形和空泡份額。
[0019]半導體激光器與光敏電阻矩陣中光敏電阻的阻值會隨著光強的變化而發(fā)生改變，當氣泡通過半導體激光器發(fā)出的激光時，氣泡的折射等作用會使光強降低，進而使光敏電阻的阻值產(chǎn)生變化；通過測量半導體激光器與光敏電阻矩陣中所有光敏電阻的阻值，就可以確定哪些半導體激光器-光敏電阻線路上有氣泡經(jīng)過，通過分析就可以進一步確定氣泡的位置。利用第一調(diào)節(jié)閥和第二調(diào)節(jié)閥改變兩相流情況，進行多種實驗條件下的重復試驗，通過測量半導體激光器與光敏電阻矩陣中光敏電阻阻值的變化實現(xiàn)氣泡位置的精確測量及標定。
[0020]以上所述，僅為本實用新型較佳的【具體實施方式】，但本實用新型的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。因此，本實用新型的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，其特征在于，包括半導體激光器與光敏電阻矩陣(I)、外罩(2)、不銹鋼毛細管陣列(3)、安全閥(4)、氣箱(5)、水栗(6)、氣栗(7)、第一調(diào)節(jié)閥(8)、第一軟管(9)、第二調(diào)節(jié)閥(10)、第二軟管(11)、防水密封層(12)、進水口(13)、進氣口(14);具體為外罩(2)內(nèi)嵌有半導體激光器與光敏電阻矩陣(I)，不銹鋼毛細管陣列(3)頂部在外罩(2)內(nèi)，不銹鋼毛細管陣列(3)底部穿透防水密封層(12)，外罩(2)與防水密封層(12)密封連接，氣箱(5)與防水密封層(12)密封連接，水栗(6)輸出口連接第一調(diào)節(jié)閥(8)，第一調(diào)節(jié)閥(8)通過第一軟管(9)與外罩(2)的進水口(13)相連，氣栗(7)輸出口連接第二調(diào)節(jié)閥(10)，第二調(diào)節(jié)閥(10)通過第二軟管(11)與氣箱(5)底部的進氣口(14)相連，安全閥(4)安裝在氣箱(5)上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，其特征在于，所述半導體激光器與光敏電阻矩陣(I)由3-6個層面構(gòu)成，相鄰層面之間的間隔為2-3cm，每個層面均由半導體激光器和光敏電阻組成；在每個層面中，半導體激光器與光敏電阻按照I對I的軸對稱關(guān)系進行位置分布。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置，其特征在于，所述外罩(2)的橫截面為圓形。
【專利摘要】本實用新型公開了屬于多相流測試技術(shù)領(lǐng)域的一種基于半導體激光器和光敏電阻矩陣的氣泡檢測裝置。橫截面為圓形的外罩內(nèi)嵌有由3-6個層面構(gòu)成的半導體激光器與光敏電阻矩陣，相鄰層面之間間隔2-3cm，在每個層面中，半導體激光器與光敏電阻按照1對1的軸對稱關(guān)系進行位置分布；不銹鋼毛細管陣列底部穿透防水密封層；外罩與防水密封層密封連接，氣箱與防水密封層密封連接；水泵連通外罩的進水口，第一調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)水泵功率；氣泵連通氣箱底部的進氣口，第二調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)氣泵功率；安全閥安裝在氣箱上。具有成本低、適用性強、數(shù)據(jù)采集量小、設(shè)定方便等優(yōu)點，可在不同實驗條件下準確檢測氣泡通過情況，能夠?qū)崿F(xiàn)氣泡位置的精確測量及標定。
【IPC分類】G01N27/04, G01N21/41
【公開號】CN204855435
【申請?zhí)枴緾N201520620749
【發(fā)明人】李欣澤, 葛良軍, 莫赫超, 劉鳳鳴, 李聽聽, 姚志鵬, 陸道綱, 周世梁
【申請人】華北電力大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月17日