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原文传递一种爆燃波传播特性的测量装置及方法

专利名称：	一种爆燃波传播特性的测量装置及方法
摘要：	本发明提供一种爆燃波传播特性的测量装置，包括激波管，激波管的侧壁上沿其长度方向依次设有多个压力探针和火焰探测器，所述火焰探测器与一离子‑电信号转化电路相连，所述压力探针和所述离子‑电信号转化电路均与一数据采集系统相连。本发明的爆燃波传播特性的测量装置的火焰探测器直接使用燃烧反应过程产生的火焰离子来确定燃烧波的位置，使得燃烧面的测量结果更加准确可靠；此外，该装置利用压力探针与火焰探测器实现了冲击波面‑燃烧波面同步测量，且由于火焰探测器测得燃烧波更准确，使测量冲击波与燃烧波的到达时间更具有参考性，可以直观的观测到同一截面同一爆燃波的冲击波与燃烧波的到达时间，有利于直观观察爆燃波传播特性。
专利类型：	发明专利
申请人：	上海交通大学
发明人：	张博;李元昌;程俊;代廷楷;刘洪
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T19:00:00+0805
申请号：	CN202010057724.5
公开号：	CN111175435A
代理机构：	上海智信专利代理有限公司
代理人：	邓琪
分类号：	G01N31/12;G;G01;G01N;G01N31;G01N31/12
申请人地址：	200240 上海市闵行区东川路800号
主权项：	1.一种爆燃波传播特性的测量装置，包括激波管(1)，该该激波管(1)的一侧端部设有高能点火器(11)，激波管(1)的靠近高能点火器(11)的侧壁上依次设有进气口(12)和出气口(13)，进气口(12)与一气体混合系统相连，出气口(13)连接一真空泵，其特征在于，所述激波管(1)的侧壁上沿其长度方向依次设有多个压力探针(2)和火焰探测器(3)，所述火焰探测器(3)与一离子-电信号转化电路(4)相连，所述压力探针(2)和所述离子-电信号转化电路(4)均与一数据采集系统相连。 2.根据权利要求1所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述火焰探测器(3)包括由内到外依次设置的两个彼此间隔的钨针(31)、陶瓷套管(32)、四氟乙烯套管(33)和卡套转接口(34)。 3.根据权利要求2所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述钨针(31)的外径是0.5mm，长度为70mm；所述陶瓷套管(32)的外径为3mm，长度为46mm，并设有两个用于容纳所述钨针(31)的孔，孔内径为0.7mm，孔间距为1mm，钨针(31)与陶瓷套管(32)之间通过硅胶固定。 4.根据权利要求1所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述离子-电信号转化电路(4)包括多个彼此并联的单电路，每个所述单电路对应于一个所述火焰探测器(3)，所述单电路包括一电源(U)、在该电源(U)的正极和负极之间依次相连的第一电阻(R1)、电容(C1)和共享电阻(R0)，以及在第一电阻(R1)远离电源(U)的正极的一端和所述电源(U)的负极之间依次连接的二极管(43)、第二电阻(R2)和离子探针(O1)，该离子探针与所述火焰探测器的钨针(31)相连。 5.根据权利要求4所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述离子-电信号转化电路(4)的电源(U)和共享电阻(R0)为多个单电路共用的，其余部分彼此并联设置。 6.根据权利要求1所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述火焰探测器(3)的数量多于压力探针(2)的数量，每个压力探针(2)均与其中一个火焰探测器(3)在沿激波管(1)的长度方向上彼此对应。 7.根据权利要求6所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，压力探针(2)设于所述激波管(1)的上侧壁上，其数量为8个，火焰探测器(3)设于所述激波管(1)的下侧壁上，其数量为10个。 8.根据权利要求1所述的爆燃波传播特性的测量装置，其特征在于，所述激波管(1)远离所述高能点火器(11)的侧壁上设有压力表(14)，在激波管(1)与压力表(14)之间还连接一个截止阀。 9.一种爆燃波传播特性的测量方法，其特征在于，包括：步骤S1：搭建一根据权利要求1-8之一所述的爆燃波传播特性的测量装置，通过其进气口(12)，加入预混燃气；步骤S2：关闭其进气口(12)和出气口(13)，触发高能点火器(11)，点燃预混燃气，使得管道中的气体产生爆燃，生成爆燃波；步骤S3：利用压力探针(2)采集爆燃波的冲击波信号，并利用火焰探测器(3)采集爆燃波的燃烧波信号；步骤S4：利用数据采集系统收集压力探针(2)采集的冲击波信号和火焰探测器(3)采集的燃烧波信号，得到冲击波和燃烧波信号到达各个压力探针(2)和火焰探测器(3)的时间；步骤S5：实验结束，打开出气口(13)。 10.根据权利要求9所述的一种爆燃波传播特性的测量方法，其特征在于，所述步骤S4还包括：根据冲击波和燃烧波信号到达各个压力探针(2)和火焰探测器(3)的时间，计算燃烧波与冲击波的速度。
所属类别：	发明专利