低粘度液体含气量可视化测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种低粘度液体含气量可视化测量装置及标定方法，包括搅拌器、恒温水箱、加热线圈、热电偶、电磁阀、齿轮泵、压力表、空化发生器、回水管、回水箱和控制器；所述搅拌器、加热线圈和热电偶均安装于恒温水箱中，所述恒温水箱、齿轮泵和空化发生器依次连接；该方法主要包括步骤(1)利用激光全息测核法测量出待测液体中在标定压力和标定温度下的含气量；(2)测出待测液体在标定压力和标定温度下，空化发生器中的空化长度，从而得出数据库。利用本发明专利技术测量待测液体中在空化器中的空化长度，根据数据库比对即可得到待测液体中的含气量。本发明专利技术测量装置结构简单，易于安装，测量方法简便，能较为准确的测定低粘度液体中的含气量。

Low viscosity liquid gas content visualization measuring device and measuring method

The invention provides a low viscosity liquid containing volume visualization measurement device and calibration method, including mixer, constant temperature water tank, heating coil, thermocouple, solenoid valve, gear pump, pressure gauge, cavitation generator, a return pipe and a return water tank and a controller; a stirrer, a heating coil and a thermocouple is arranged in a constant temperature water tank. The constant temperature water tank, gear pump and cavitation generator are connected sequentially; the method includes the steps of (1) nuclear test method to measure the liquid to be measured in the pressure calibration and calibration gas temperature by laser holography; (2) to measure the liquid to be measured in the calibration and calibration of temperature under pressure, cavitation cavitation generator in length the resulting database. The present invention measures the length of the cavitation in the liquid to be measured, and the gas content in the liquid to be measured can be obtained according to the database comparison. The measuring device has the advantages of simple structure, easy installation, simple measuring method and accurate determination of gas content in a low viscosity liquid.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及对液体中的含气量进行测定的装置，尤其涉及低粘度液体含气量可视化测量装置。
技术介绍
空化是在常温液体内部引起局部压力降低而发生气化和液化的现象，广泛发生于直喷内燃机、船舶工程、水中兵器、水利工程和水力机械中。空化的发生与空化泡的溃灭常常伴随着振动、噪声和空蚀等现象，因此空化的研究逐渐受到了国内外研究人员的重视。空化的发生与液体中气核的含量密切相关，然而多年以来测量液体含气量的成本一直很高，且机构过于复杂。从20世纪60年代到80年代，已经有许多学者使用过诸多方法来测量空化核谱，例如库尔特计数器法、声衰减法、声计数法、激光散射法、同轴激光全息法和显微照相法等，但是各个测量方法所得的数据彼此相差很大，无法判断哪个方法测得的数据是正确的。21世纪出现来了激光全息测核法，该方法能区分气泡和固体微粒，尽管数据的判读比较费时，但是可以实时分析气核，然而由于其价格昂贵，难以量产推广使用，因此迫切需要研究出一种方便含气量测量的设备。
技术实现思路
针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种结构简单的低粘度液体含气量测量装置，该装置基于喷孔中空化长度与液体含气量成正相关原理，运用可视化技术和激光全息测核法进行准确标定后能准确预估待测液体中的的含气量。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，包括搅拌器、恒温水箱、加热线圈、热电偶、电磁阀、齿轮泵、压力表、空化发生器、回水管、回水箱和控制器；所述恒温水箱中测量液体，所述搅拌器、加热线圈和热电偶均安装于恒温水箱中，并位于测量液体的液面下方，恒温水箱与齿轮泵的入口端通过低压软管连接，所述低压软管上设有电磁阀；所述空化发生器采用透明材料制成，空化发生器的中心轴线上设有相互连通的入孔和喷孔，所述喷孔的直径小于入孔的直径，所述空化发生器的外表面上设有刻度；所述齿轮泵的出口端通过高压管道与空化发生器的液体入口连通，所述高压管道上设有压力表，所述空化发生器的液体出口通过回水管与回水箱连接；所述控制器与搅拌器、热电偶、电磁阀以及齿轮泵电连接，所述控制器能准确调节搅拌器、热电偶、电磁阀和齿轮泵的启停。优选地，所述高压管道通过夹具与空化发生器连通，所述夹具包括第一夹板、第二夹板和四个螺栓，所述第一夹板上设有通孔，所述空化发生器套在第一夹板的通孔上，所述第二夹板盖在空化发生器上，第二夹板上表面中心设有圆台，第二夹板上和圆台上设有高压液体入口，所述高压液体入口与空化发生器的测量液体入口连通，所述第一夹板和第二夹板的两端分别通过两个螺栓将空化发生器夹紧，所述高压管道与圆台通过螺纹连接。优选地，所述搅拌器、加热线圈和热电偶位于测量液体的液面的下方2cm以下。低粘度液体含气量可视化测量装置的标定方法，包括以下步骤：步骤A)利用激光全息测核法测量出待测液体中在标定压力和标定温度下的含气量；步骤B)利用低粘度液体含气量可视化测量装置测出该待测液体在标定压力和标定温度下空化发生器中的空化长度，从而得到一系列含气量与空化长度相对应的数据库，具体包括以下步骤：步骤B1)测量前，向恒温水箱中加入足量的待测液体，通过控制器启动整个测量装置，使得空化发生器连续喷射液体两分钟后关闭测量装置；步骤B2)开始测量空化长度，先向恒温水箱中加入足量的待测液体，通过控制器启动整个测量装置，设备启动后，控制器自动监测待测液体的温度，若待测液体的温度低于测量温度，则电磁阀和齿轮泵关闭，与此同时搅拌器和加热线圈开始工作；若待测液体的温度达到标定温度，则加热线圈停止加热，搅拌器停止搅拌，同时电磁阀打开，齿轮泵开始工作；步骤B3)齿轮泵开始工作后，调节齿轮泵的功率并同时观察压力表的压力，若压力表的压力为标定压力，则停止调节齿轮泵的功率；步骤B4)压力稳定后，记录空化发生器上的几何空化长度，反复多次试验后，得到一系列含气量与空化长度相对应的数据库；步骤C)根据待测液体不同，得到不同待测液体的数据库。优选地，所述搅拌器的搅拌速度为60r/min，所述恒温水箱的温度变化≤1℃；所述高压管道能承受的压力大于7MPa，所述低压软管和高压管道外表面设有保温层；所述压力表的量程为0-5MPa，精度<0.05MPa。7.低粘度液体含气量测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：S1)测量前，向恒温水箱中加入足量的待测液体，通过控制器启动整个测量装置，使得空化发生器连续喷射液体两分钟后关闭测量装置；S2)先向恒温水箱中加入足量的待测液体，通过控制器启动整个测量装置，设备启动后，控制器自动监测待测液体的温度，若待测液体的温度低于测量温度，则电磁阀和齿轮泵关闭，与此同时搅拌器和加热线圈开始工作；若待测液体的温度达到标定温度，则加热线圈停止加热，搅拌器停止搅拌，同时电磁阀打开，齿轮泵开始工作；S3)齿轮泵开始工作后，调节齿轮泵的功率并同时观察压力表的压力，压力表的压力为标定压力，则停止调节齿轮泵的功率；S6)压力稳定后，观察空化发生器上的几何空化长度，每隔10秒记录一次空化长度，记录十次空化长度后求出平均的几何空化长度；S7)将所得的平均几何空化长度与上述标定方法所得的数据库中标定时的含气量进行比对，即得待测液体的含气量。本专利技术的有益效果：该测量装置结构简单，易于安装，测量方法简便，能较为准确的测定低粘度液体中的含气量，对于直喷内燃机、船舶工程、水中兵器、水利工程和水力机械等研究领域的研究有积极作用。附图说明图1为本专利技术所述低粘度液体含气量测量装置的结构示意图。图2为本专利技术所述空化发生器的结构示意图。图3为本专利技术所述夹具与空化发生器的装置示意图。其中：1.搅拌器；2.恒温水箱；3.加热线圈；4.热电偶；5.电磁阀；6.功率可调齿轮泵；7.压力表；8.空化发生器；801.液体入口；802.喷孔；803.入孔；804.液体出口；；9.回水管；10.回水箱；11.夹具；1101.第一夹板；1102.第二夹板；1103.螺栓；1104.高压液体入口；12.控制器。具体实施方式下面结合附图以及具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。如图1所示，本专利技术所述的低粘度液体含气量可视化测量装置，包括搅拌器1、恒温水箱2、加热线圈3、热电偶4、电磁阀5、齿轮泵6、压力表7、空化发生器8、回水管9、回水箱10和控制器12。本实施例中以水作为测量液体，所述恒温水箱2中装有水，由于空化与水温有关，测量含气量时需要恒温，因此恒温水箱2外覆有一层保温层。所述搅拌器1、加热线圈3和热电偶4均安装于恒温水箱2中，并位于水的液面下方2cm以下，以便对水进行加热和测量温度。为防止水花四溅导致水中溶解空气，搅拌器1的搅拌速度设定在60r/min；为减小仪器测量误差，所述恒温水箱2中的水温变化在1℃以内。恒温水箱2通过低压软管与电磁阀5连接，电磁阀5通过低压软管与齿轮泵6的入口端连接，所述齿轮泵6的出口端通过高压管道和夹具11与空化发生器8连接，齿轮泵6的功率可调节，齿轮泵6可稳定提供0-4MPa的压力，为保证测量精度，压力波动小于0.01MPa。所述高压管道上设有压力表7，所述压力表7与高压管道通过螺纹连接，压力表7的量程为0-5MPa，精度<0.05MPa，所述空化发生器8通过回水管9与回水本文档来自技高网...

【技术保护点】
低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，包括搅拌器(1)、恒温水箱(2)、加热线圈(3)、热电偶(4)、电磁阀(5)、功率可调齿轮泵(6)、压力表(7)、空化发生器(8)、回水管(9)、回水箱(10)和控制器(12)；所述恒温水箱(2)中盛放测量液体，所述搅拌器(1)、加热线圈(3)和热电偶(4)均安装于恒温水箱(2)中，并位于测量液体的液面下方，恒温水箱(2)与齿轮泵(6)的入口端通过低压软管连接，所述低压软管上设有电磁阀(5)；所述空化发生器(8)采用透明材料制成，空化发生器(8)的中心轴线上设有相互连通的入孔(803)和喷孔(802)，所述喷孔(802)的直径小于入孔(803)的直径，所述空化发生器(8)的外表面上设有刻度；所述齿轮泵(6)的出口端通过高压管道与空化发生器(8)的液体入口(801)连通，所述高压管道上设有压力表(7)，所述空化发生器(8)的液体出口(804)通过回水管(9)与回水箱(10)连接；所述控制器(12)与搅拌器(1)、热电偶(4)、电磁阀(5)以及齿轮泵(6)电连接，所述控制器(12)能准确调节搅拌器(1)、热电偶(4)、电磁阀(5)和齿轮泵(6)的启停。...

【技术特征摘要】
1.低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，包括搅拌器(1)、恒温水箱(2)、加热线圈(3)、热电偶(4)、电磁阀(5)、功率可调齿轮泵(6)、压力表(7)、空化发生器(8)、回水管(9)、回水箱(10)和控制器(12)；所述恒温水箱(2)中盛放测量液体，所述搅拌器(1)、加热线圈(3)和热电偶(4)均安装于恒温水箱(2)中，并位于测量液体的液面下方，恒温水箱(2)与齿轮泵(6)的入口端通过低压软管连接，所述低压软管上设有电磁阀(5)；所述空化发生器(8)采用透明材料制成，空化发生器(8)的中心轴线上设有相互连通的入孔(803)和喷孔(802)，所述喷孔(802)的直径小于入孔(803)的直径，所述空化发生器(8)的外表面上设有刻度；所述齿轮泵(6)的出口端通过高压管道与空化发生器(8)的液体入口(801)连通，所述高压管道上设有压力表(7)，所述空化发生器(8)的液体出口(804)通过回水管(9)与回水箱(10)连接；所述控制器(12)与搅拌器(1)、热电偶(4)、电磁阀(5)以及齿轮泵(6)电连接，所述控制器(12)能准确调节搅拌器(1)、热电偶(4)、电磁阀(5)和齿轮泵(6)的启停。2.根据权利要求1所述的低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，所述高压管道通过夹具(11)与空化发生器(8)连通，所述夹具(11)包括第一夹板(1101)、第二夹板(1102)和四个螺栓(1103)，所述第一夹板(1101)上设有通孔，所述空化发生器(8)套在第一夹板(1101)的通孔上，所述第二夹板(1102)盖在空化发生器(8)上，第二夹板(1102)上表面中心设有圆台，第二夹板上(1102)和圆台上设有高压液体入口(1104)，所述高压液体入口(1104)与空化发生器(8)的测量液体入口(801)连通，所述第一夹板(1101)和第二夹板(1102)的两端分别通过两个螺栓(1103)将空化发生器(8)夹紧，所述高压管道与圆台通过螺纹连接。3.根据权利要求1所述的低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，所述搅拌器(1)、加热线圈(3)和热电偶(4)位于测量液体的液面下方2cm以下。4.根据权利要求1所述的低粘度液体含气量可视化测量装置，其特征在于，所述恒温水箱(2)外设有一层保温层。5.权利要求1所述的低粘度液体含气量可视化测量装置的标定方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A)利用激光全息测核法测量出待测液体中在标定压力和标定温度下的含气量；步骤B)利用低粘度液体含气量可视化测量装置测出该待测液体在标定压力和标定温度下空化发生器(8)中的空化长度，...

【专利技术属性】
技术研发人员：何志霞，陈舟，孙申鑫，郭根苗，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32