专利摘要

本发明公开了一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，包括：光路组件、两个PMT传感器、示波器及数据采集终端；所述光路组件包括：顺序布置第一凸透镜、第二凸透镜、光纤聚焦镜、光纤、光纤放大镜、340nm高通滤镜及510nm高通滤镜，还包括307nm带通滤镜和470nm带通滤镜；所述340nm高通滤镜和510nm高通滤镜呈八字型布置；所述307nm带通滤镜接收被340nm高通滤镜反射的光；所述470nm带通滤镜接收被510nm高通滤镜反射的光；一个PMT传感器与307nm带通滤镜相对，另一个PMT传感器与470nm带通滤镜相对；两个PMT传感器均与示波器的输入端电性连接，示波器的输出端与数据采集终端电性连接；本发明能够同时测量单次射流喷雾的高、低温着火滞燃期，提高了射流喷雾低温着火滞燃期的测量精度。

权利要求

1.一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，其特征在于，包括：光路组件、两个PMT传感器、示波器(15)及数据采集终端(16)；

待测量的部件为喷雾定容燃烧弹装置(1)，所述喷雾定容燃烧弹装置(1)的喷油器用于喷出油液，喷出的油液产生射流喷雾，射流喷雾在高温下会燃烧；

所述光路组件包括：第一凸透镜(2)、第二凸透镜(3)、光纤聚焦镜(4)、光纤(5)、光纤放大镜(6)、340nm高通滤镜(7)、307nm带通滤镜(9)、510nm高通滤镜(8)及470nm带通滤镜(10)；

所述第一凸透镜的直径大于第二凸透镜的直径；

所述第一凸透镜(2)、第二凸透镜(3)、光纤聚焦镜(4)、光纤(5)及光纤放大镜(6)顺序同轴布置；所述喷雾定容燃烧弹装置(1)与第二凸透镜(3)分别位于第一凸透镜(2)的两侧；

所述340nm高通滤镜(7)和510nm高通滤镜(8)呈八字型布置，且340nm高通滤镜(7)位于光纤放大镜(6)与510nm高通滤镜(8)之间；所述340nm高通滤镜(7)用于反射波长小于340nm的光，通过波长大于或等于340nm的光；所述510nm高通滤镜(8)用于反射波长小于510nm的光，通过波长大于或等于510nm的光；

所述307nm带通滤镜(9)布置在340nm高通滤镜(7)的上方，能够接收被340nm高通滤镜(7)反射的光；所述307nm带通滤镜(9)用于通过波长为302nm～312nm的光；

所述470nm带通滤镜(10)布置在510nm高通滤镜(8)的下方，能够接收被510nm高通滤镜(8)反射的光；所述470nm带通滤镜(10)用于通过波长为455nm～485nm的光；

两个所述PMT传感器分别为第一PMT传感器(11)和第二PMT传感器(12)；所述第一PMT传感器(11)的感光孔与307nm带通滤镜(9)相对，第二PMT传感器(12)的感光孔与470nm带通滤镜(10)相对；第一PMT传感器(11)用于将采集的波长为302nm～312nm的光转化为电信号；第二PMT传感器(12)用于将采集的波长为455nm～485nm的光转化为电信号；

两个PMT传感器均与示波器(15)的输入端电性连接，所述示波器(15)的输出端与数据采集终端(16)电性连接，所述示波器(15)用于接收两个PMT传感器发送的两个电信号，并记录显示，同时将两个电信号发送给数据采集终端(16)，数据采集终端(16)用于对两个电信号进行分析解算，得到所述喷雾定容燃烧弹装置(1)的射流喷雾的燃烧特性。

2.如权利要求1所述一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，其特征在于，所述第一凸透镜和第二凸透镜均采用石英材

料。

3.如权利要求1所述一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，其特征在于，所述340nm高通滤镜(7)和510nm高通滤镜(8)与光纤放大镜(6)的轴线夹角均为45°；且所述307nm带通滤镜(9)与所述光纤放大镜(6)的轴线平行；所述470nm带通滤镜(10)与所述光纤放大镜(6)的轴线平行。

说明书

技术领域

本发明属于喷雾着火测试技术领域，具体涉及一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置。

背景技术

射流喷雾着火过程在动力机械的正常工作十分重要，尤其是对以循环方式进行的柴油发动机机就更为重要了。柴油发动机正常工作时，喷射到气缸内的高压燃油在高温环境下会发生自燃，加热缸内气体并使其膨胀做工。从喷雾开始到喷雾自燃间的时间间隔称为着火滞燃期。着火滞燃期对发动机性能影响巨大：滞燃期长，着火时蒸发出的柴油蒸汽所占比例大，此时柴油蒸汽同时着火会使缸内压力快速升高，发动机工作粗暴，噪音大；相反，滞燃期短会使的发动机共作柔和，噪音降低。所以射流喷雾着火滞燃期一直是国内外研究者的重点研究内容。

研究者最近发现，由于碳氢燃料在高温低温环境下呈现出不同的反应路径，所以射流喷雾在低温环境下的着火过程存在明显的双阶段特征：低温着火阶段及高温着火阶段。这两阶段着火的滞燃期分别为低温着火滞燃期和高温着火滞燃期。目前的射流喷雾着火滞燃期测量方法主要有四种，压力曲线法、温度曲线法、火焰自然发光法、火焰诱导荧光法。其中压力、温度曲线法根据固定容积内工质温度压力曲线的转折点来判定喷雾的着火时刻；火焰自燃发光法利用感光相机测量视场内出现“亮斑”的时刻来判定喷雾的着火时刻；火焰诱导荧光法通过测量喷雾内特定物质的出现时刻来判定喷雾的着火时刻。

由于在实际发动机上光学测量难以进行，压力、温度曲线法在实际发动机中应用广泛。但是，只有当缸内化学反应达到一定累计程度后，缸内压力温度才会出现转折，所以用该方法测量定容实验装置中喷雾着火存在滞后性。火焰自然发光法测试滞燃期受测试设备敏感强度、光圈大小、快门时间等设置参数影响较大，所以误差较大。同时，以上两种方法均只能测量高温着火滞燃期，不能测量高压喷雾低温着火滞燃期。火焰诱导荧光法可以通过测量不同中间产物出现时刻来表征高温及低温滞燃期，然而目前火焰诱导荧光法由于激光拍摄频率较慢，单次喷雾只能拍摄一次，需要测量多次喷雾后才能测量喷雾的高低温滞燃期，所以这种测量方法测得的高温低温滞燃期不是来自于一个喷雾，忽略了各次喷雾间的不一致性，误差较大。

综上所述，目前射流喷雾着火滞燃期的测量方法不能精确测量射流喷雾的低温着火滞燃期，为了研究射流喷雾低温环境下双阶段着火问题，亟需一种新型的喷雾高温低温滞燃期的测量装置。

发明内容

有鉴于此，根据射流喷雾着火过程进行速度快、瞬变性高的特点，本发明提供了一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，能够同时测量单次射流喷雾的高、低温着火滞燃期，改善了现有测量方法的不足，提高了射流喷雾低温着火滞燃期的测量精度。

本发明是通过下述技术方案实现的：

一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，包括：光路组件、两个PMT传感器、示波器及数据采集终端；

待测量的部件为喷雾定容燃烧弹装置，所述喷雾定容燃烧弹装置的喷油器用于喷出油液，喷出的油液产生射流喷雾，射流喷雾在高温下会燃烧；

所述光路组件包括：第一凸透镜、第二凸透镜、光纤聚焦镜、光纤、光纤放大镜、340nm高通滤镜、307nm带通滤镜、510nm高通滤镜及470nm带通滤镜；

所述第一凸透镜的直径大于第二凸透镜的直径；

所述第一凸透镜、第二凸透镜、光纤聚焦镜、光纤及光纤放大镜顺序同轴布置；所述喷雾定容燃烧弹装置与第二凸透镜分别位于第一凸透镜的两侧；

所述340nm高通滤镜和510nm高通滤镜呈八字型布置，且340nm高通滤镜位于光纤放大镜与510nm高通滤镜之间；所述340nm高通滤镜用于反射波长小于340nm的光，通过波长大约或等于340nm的光；所述510nm高通滤镜用于反射波长小于510nm的光，通过波长大约或等于510nm的光；

所述307nm带通滤镜布置在340nm高通滤镜的上方，能够接收被340nm高通滤镜反射的光；所述307nm带通滤镜用于通过波长为302nm～312nm的光；

所述470nm带通滤镜布置在510nm高通滤镜的下方，能够接收被510nm高通滤镜反射的光；所述470nm带通滤镜用于通过波长为455nm～485nm的光；

两个所述PMT传感器分别为第一PMT传感器和第二PMT传感器；所述第一PMT传感器的感光孔与307nm带通滤镜相对，第二PMT传感器的感光孔与470nm带通滤镜相对；第一PMT传感器用于将采集的波长为302nm～312nm的光转化为电信号；第二PMT传感器用于将采集的波长为455nm～485nm的光转化为电信号；

两个PMT传感器均与示波器的输入端电性连接，所述示波器的输出端与数据采集终端电性连接，所述示波器用于接收两个PMT传感器发送的两个电信号，并记录显示，同时将两个电信号发送给数据采集终端，数据采集终端用于对两个电信号进行分析解算，得到所述喷雾定容燃烧弹装置的射流喷雾的燃烧特性。

进一步的，所述第一凸透镜和第二凸透镜均采用石英材料。

进一步的，所述340nm高通滤镜和510nm高通滤镜与光纤放大镜的轴线夹角均为45°；且所述307nm带通滤镜与所述光纤放大镜的轴线平行；所述470nm带通滤镜与所述光纤放大镜的轴线平行。

有益效果：本发明在单次射流喷雾燃烧的过程中，能够同时精确测量单次射流喷雾的高、低温着火滞燃期，提高了射流喷雾低温滞燃期的测量精度。

附图说明

图1为本发明的结构组成图；

图2为光路组件的结构组成图；

其中，1-喷雾定容燃烧弹装置，2-第一凸透镜，3-第二凸透镜，4-光纤聚焦镜，5-光纤，6-光纤放大镜，7-340nm高通滤镜，8-510nm高通滤镜，9-307nm带通滤镜，10-470nm带通滤镜，11-第一PMT传感器，12-第二PMT传感器，15-示波器，16-数据采集终端。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。

本实施例提供了一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置，参见附图1，包括：光路组件、两个PMT传感器、示波器15及数据采集终端16；

待测量的部件为喷雾定容燃烧弹装置1，所述喷雾定容燃烧弹装置1的喷油器用于喷出油液，喷出的油液产生射流喷雾，射流喷雾在高温下会燃烧；

参见附图2，所述光路组件包括：第一凸透镜2、第二凸透镜3、光纤聚焦镜4、光纤5、光纤放大镜6、340nm高通滤镜7、307nm带通滤镜9、510nm高通滤镜8及470nm带通滤镜10；

所述第一凸透镜和第二凸透镜均采用石英材料，且第一凸透镜的直径大于第二凸透镜的直径；

所述第一凸透镜2、第二凸透镜3、光纤聚焦镜4、光纤5及光纤放大镜6顺序同轴布置；

所述340nm高通滤镜7和510nm高通滤镜8呈八字型布置，且340nm高通滤镜7位于光纤放大镜6与510nm高通滤镜8之间；340nm高通滤镜7和510nm高通滤镜8与光纤放大镜6的轴线夹角均为45°；所述340nm高通滤镜用于反射波长小于340nm的光，通过波长大约或等于340nm的光；所述510nm高通滤镜用于反射波长小于510nm的光，通过波长大约或等于510nm的光；

所述307nm带通滤镜9布置在340nm高通滤镜7的正上方，且307nm带通滤镜9与所述光纤放大镜6的轴线平行；所述307nm带通滤镜用于通过波长为302nm～312nm的光；

所述470nm带通滤镜10布置在510nm高通滤镜8的正下方，且470nm带通滤镜10与所述光纤放大镜6的轴线平行；所述470nm带通滤镜用于通过波长为455nm～485nm的光；

两个所述PMT传感器分别为第一PMT传感器11和第二PMT传感器12；所述第一PMT传感器11的感光孔与307nm带通滤镜9相对，第二PMT传感器12的感光孔与470nm带通滤镜10相对；

所述喷雾定容燃烧弹装置1安装在第一凸透镜2的未设有第二凸透镜3的一侧，即喷雾定容燃烧弹装置1与第二凸透镜3分别位于第一凸透镜2的两侧；所述喷雾定容燃烧弹装置1的射流喷雾燃烧产生的光顺序通过第一凸透镜2、第二凸透镜3、光纤聚焦镜4、光纤5及光纤放大镜6后，波长小于340nm的光被340nm高通滤镜7反射，形成第一分光，第一分光中波长为302nm～312nm的光穿过307nm带通滤镜9后，其光斑打在第一PMT传感器12的感光孔内，第一PMT传感器12用于将采集的波长为302nm～312nm的光转化为电信号；波长大约或等于340nm的光穿过340nm高通滤镜7，形成第二分光，第二分光中小于510nm的光被510nm高通滤镜8反射，形成第三分光，第三分光中波长为455nm～485nm的光穿过470nm带通滤镜10后，其光斑打在第二PMT传感器12的感光孔内，第二PMT传感器12用于将采集的波长为455nm～485nm的光转化为电信号；第二分光中波长大约或等于510nm的光穿过510nm高通滤镜8；

其中，两个PMT传感器均与示波器15的输入端电性连接，所述示波器15的输出端与数据采集终端17电性连接，所述示波器15用于接收两个PMT传感器发送的两个电信号，并记录显示，同时将两个电信号发送给数据采集终端17，数据采集终端17用于对两个电信号进行分析解算，得到所述喷雾定容燃烧弹装置1的射流喷雾的燃烧特性。

本实施例的测量装置的测试过程如下：

步骤一：用直径为100mm的平行光测试所述光路组件，以保证第一分光和第三分光的光斑分别位于对应的PMT传感器的感光孔内；

步骤二：将喷雾定容燃烧弹装置1的喷油控制器连接到示波器15的触发端；

步骤三：调整喷雾定容燃烧弹装置1的喷油器的射流喷雾的压力、温度及喷油持续期到设定值；

步骤四：通过喷油控制器控制喷油器喷出射流喷雾，并发生燃烧，同时触发示波器15开机工作，示波器15记录两个PMT传感器的电信号，并显示两个电信号的波形；

步骤五：数据采集终端17分析解算两个电信号，第一PMT传感器11的电信号的第一次上升的时刻为高温滞燃期；第二PMT传感器12的电信号的第一次上升的时刻为低温滞燃期。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

一种射流喷雾高、低温着火滞燃期的测量装置专利购买费用说明

Q：办理专利转让的流程及所需资料

A：专利权人变更需要办理著录项目变更手续，有代理机构的，变更手续应当由代理机构办理。

1：专利变更应当使用专利局统一制作的“著录项目变更申报书”提出。

2：按规定缴纳著录项目变更手续费。

3：同时提交相关证明文件原件。

4：专利权转移的，变更后的专利权人委托新专利代理机构的，应当提交变更后的全体专利申请人签字或者盖章的委托书。

Q:专利著录项目变更费用如何缴交

A：（1）直接到国家知识产权局受理大厅收费窗口缴纳,（2）通过代办处缴纳，（3）通过邮局或者银行汇款,更多缴纳方式

Q：专利转让变更，多久能出结果

A：著录项目变更请求书递交后，一般1-2个月左右就会收到通知，国家知识产权局会下达《转让手续合格通知书》。