本实用新型专利技术公开了属于多相流测试技术领域的一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置。横截面为圆形的外罩内嵌有由3-6个层面构成的半导体激光器与光敏电阻矩阵，相邻层面之间间隔2-3cm，在每个层面中，半导体激光器与光敏电阻按照1对1的轴对称关系进行位置分布；不锈钢毛细管阵列底部穿透防水密封层；外罩与防水密封层密封连接，气箱与防水密封层密封连接；水泵连通外罩的进水口，第一调节阀调节水泵功率；气泵连通气箱底部的进气口，第二调节阀调节气泵功率；安全阀安装在气箱上。具有成本低、适用性强、数据采集量小、设定方便等优点，可在不同实验条件下准确检测气泡通过情况，能够实现气泡位置的精确测量及标定。
【技术实现步骤摘要】
本技术属于多相流测试
，尤其是涉及一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置。
技术介绍
在短短的几十年里，流体研究越来越广泛，涉及的学科与技术也不断增加。流体运动情况极其复杂，要认清现象，获得概念，首先要解决的问题就是检测问题。随着工业生产过程中计量、控制要求的不断提高，对流体测量的要求也越来越迫切。流体的研究由来已久，对于流体测量的研究，涌现出了许多不同形式的测量装置，也发展出了很多种测量方法。总体而言，对于被测目标的测量总是需要基于其某一种可探测的特性才能进行；对于流体来说，最直观的是光学特性，然后是电学特性、声学特性等。目前，针对流体的测量方法主要有电导探针法、高速摄影法；电导探针法是一种通过测量电导探针尖端的流体导电性来确定该点介质分布的测量方法，电导探针法存在造价昂贵，标定困难，数据采集量庞大，操作困难的缺点；高速摄影法是对流体的运动情况进行影像记录，高速摄影法需要昂贵的器材，存在数据处理难度高、适用性低等缺点；设计一种不使用昂贵的器材、数据采集量小、系统设备要求低、适用性强、设定方便的气泡检测装置以检测气泡情况是非常有必要的。因此，本技术提出一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置。
技术实现思路
为了解决目前气泡检测装置存在造价昂贵、适用性低等缺点的问题，本技术提出了一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置，其特征在于，包括半导体激光器与光敏电阻矩阵1、外罩2、不锈钢毛细管阵列3、安全阀4、气箱5、水栗6、气栗7、第一调节阀8、第一软管9、第二调节阀10、第二软管11、防水密封层12、进水口 13、进气口 14;具体为外罩2内嵌有半导体激光器与光敏电阻矩阵1，不锈钢毛细管阵列3顶部在外罩2内，不锈钢毛细管阵列3底部穿透防水密封层12，外罩2与防水密封层12密封连接，气箱5与防水密封层12密封连接，水栗6输出口连接第一调节阀8，第一调节阀8通过第一软管9与外罩2的进水口 13相连，气栗7输出口连接第二调节阀10，第二调节阀10通过第二软管11与气箱5底部的进气口 14相连，安全阀4安装在气箱5上。所述半导体激光器与光敏电阻矩阵I由3-6个层面构成，相邻层面之间的间隔为2-3cm，每个层面均由半导体激光器和光敏电阻组成；在每个层面中，半导体激光器与光敏电阻按照I对I的轴对称关系进行位置分布。所述外罩2的横截面为圆形。本技术的有益效果在于，提出一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置，可在不同实验条件下准确检测气泡通过情况；该气泡检测装置具有成本低、适用性强、数据采集量小、设定方便等优点，能够实现气泡位置的精确测量及标定，对两相流的研究具有重要的意义。【附图说明】图1为基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置示意图。图2为半导体激光器与光敏电阻矩阵中单一层面的安装示意图。图中标号:1-半导体激光器与光敏电阻矩阵、2-外罩、3-不锈钢毛细管阵列、4-安全阀、5-气箱、6-水栗、7-气栗、8-第一调节阀、9-第一软管、10-第二调节阀、11-第二软管、12-防水密封层、13-进水口、14-进气口、15-半导体激光器、16-光敏电阻。【具体实施方式】本技术提出一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置，下面结合附图和具体实施例对本技术作详细说明。图1所示为基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置示意图，包括半导体激光器与光敏电阻矩阵1、外罩2、不锈钢毛细管阵列3、安全阀4、气箱5、水栗6、气栗7、第一调节阀8、第一软管9、第二调节阀10、第二软管11、防水密封层12、进水口 13、进气口14 ;具体为外罩2内嵌有半导体激光器与光敏电阻矩阵1，不锈钢毛细管阵列3顶部在外罩内，不锈钢毛细管阵列3底部穿透防水密封层12以保证外罩2内部与气箱5之间可有气体流通，外罩2与防水密封层12密封连接，气箱5与防水密封层12密封连接，水栗6输出口连接第一调节阀8，第一调节阀8通过第一软管9与外罩2的进水口 13相连，气栗7输出口连接第二调节阀10，第二调节阀10通过第二软管11与气箱5底部的进气口 14相连，安全阀4安装在气箱5上。其中，半导体激光器与光敏电阻矩阵I由3-6个层面构成，相邻层面之间的间隔为2-3cm，每个层面均由半导体激光器和光敏电阻组成；在每个层面中，半导体激光器与光敏电阻按照I对I的轴对称关系进行位置分布；光敏电阻的输出端用屏蔽线连接作为输出线。其中，夕卜罩2的横截面为圆形。其中，当气箱5内的气压超过气泡检测装置可承受的最大压强值时，安全阀4自动泄压；另外，当气泡检测装置停止工作后可通过安全阀4快速放出气箱5内的气体。图2所示为半导体激光器与光敏电阻矩阵中单一层面的安装示意图；首先，在外罩内嵌入一个半导体激光器，沿外罩直径方向嵌入与其成轴对称关系的光敏电阻；然后，在外罩的同一水平面上距离已安装好的半导体激光器1.5-2cm的圆弧位置处嵌入第二个半导体激光器，同样沿外罩直径方向嵌入与所述第二个半导体激光器成轴对称关系的光敏电阻；重复上述操作即可完成半导体激光器与光敏电阻矩阵的一个层面的安装。3-6个层面构成半导体激光器与光敏电阻矩阵，半导体激光器与光敏电阻矩阵的大小可根据外罩大小以及实际的测量需求进行调节；半导体激光器与光敏电阻矩阵相邻层面之间应具有一定角度的扭转以减少光路的重复率，进而增强半导体激光器与光敏电阻矩阵的测量准确性。为了模仿两相流，水栗输出口连接第一调节阀，第一调节阀通过第一软管与外罩的进水口相连，利用水栗使外罩内充满液体并使之流动；利用气栗将空气通过第二软管栗入气箱内；不锈钢毛细管阵列底部穿透防水密封层，这样就可通过不锈钢毛细管阵列生成气泡；第一调节阀调节水栗的功率，第二调节阀调节气栗的功率，通过调节水栗和气栗的功率来模拟不同的两相流流形和空泡份额。半导体激光器与光敏电阻矩阵中光敏电阻的阻值会随着光强的变化而发生改变，当气泡通过半导体激光器发出的激光时，气泡的折射等作用会使光强降低，进而使光敏电阻的阻值产生变化；通过测量半导体激光器与光敏电阻矩阵中所有光敏电阻的阻值，就可以确定哪些半导体激光器-光敏电阻线路上有气泡经过，通过分析就可以进一步确定气泡的位置。利用第一调节阀和第二调节阀改变两相流情况，进行多种实验条件下的重复试验，通过测量半导体激光器与光敏电阻矩阵中光敏电阻阻值的变化实现气泡位置的精确测量及标定。以上所述，仅为本技术较佳的【具体实施方式】，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。【主权项】1.一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置，其特征在于，包括半导体激光器与光敏电阻矩阵(I)、外罩(2)、不锈钢毛细管阵列(3)、安全阀(4)、气箱(5)、水栗(6)、气栗(7)、第一调节阀(8)、第一软管(9)、第二调节阀(10)、第二软管(11)、防水密封层(12)、进水口(13)、进气口(14);具体为外罩(2)内嵌有半导体激光器与光敏电阻矩阵(I)，不锈钢毛细管阵列(3)顶部在外罩(2)内，不锈钢本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于半导体激光器和光敏电阻矩阵的气泡检测装置，其特征在于，包括半导体激光器与光敏电阻矩阵(1)、外罩(2)、不锈钢毛细管阵列(3)、安全阀(4)、气箱(5)、水泵(6)、气泵(7)、第一调节阀(8)、第一软管(9)、第二调节阀(10)、第二软管(11)、防水密封层(12)、进水口(13)、进气口(14)；具体为外罩(2)内嵌有半导体激光器与光敏电阻矩阵(1)，不锈钢毛细管阵列(3)顶部在外罩(2)内，不锈钢毛细管阵列(3)底部穿透防水密封层(12)，外罩(2)与防水密封层(12)密封连接，气箱(5)与防水密封层(12)密封连接，水泵(6)输出口连接第一调节阀(8)，第一调节阀(8)通过第一软管(9)与外罩(2)的进水口(13)相连，气泵(7)输出口连接第二调节阀(10)，第二调节阀(10)通过第二软管(11)与气箱(5)底部的进气口(14)相连，安全阀(4)安装在气箱(5)上。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：李欣泽，葛良军，莫赫超，刘凤鸣，李听听，姚志鹏，陆道纲，周世梁，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：新型
国别省市：北京;11
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