CN105973568A - 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 - Google Patents
一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105973568A CN105973568A CN201610497510.3A CN201610497510A CN105973568A CN 105973568 A CN105973568 A CN 105973568A CN 201610497510 A CN201610497510 A CN 201610497510A CN 105973568 A CN105973568 A CN 105973568A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slide bar
- cavitation
- bar
- information
- cavitation bubble
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000005030 aluminium foil Substances 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000005562 fading Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
Abstract
本发明涉及一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法，其中，三维定位设备包括：支架、第一滑杆、第二滑杆、第三滑杆、第四滑杆、第五滑杆、第一步进电机、第二步进电机、第一细杆、第二细杆和转盘；空化场测量装置包括：三维定位设备、数据测量采集模块、数据处理模块，利用三维定位设备移动滑杆和转盘可以测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息、运动方向信息；采集信息完成后，绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。本发明实现了对整个空化场空间的全面测量，以及空化泡受力大小和空化泡受力方向的定量测量。
Description
技术领域
本发明涉及功率超声领域，尤其涉及一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法。
背景技术
功率超声是应用超声波的能量效应使物体或物性发生某些状态变化，在超声清洗、超声化学、超声处理等领域等有广泛的应用。功率超声的这些应用多数利用了空化效应。空化效应是指液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空化泡)的形成、发展和溃灭的过程。但是目前还没有特别有效的空化场测量方法。目前常用的两种方法是铝箔空蚀法和水听器法，其中铝箔空蚀法可以获得空化强度分布的大致信息，但是测量极为粗糙，影响因素很多，只能作为直观定性评价。而水听器法是通过测量声压来间接获得空化场强度的分布信息，但往往声压分布和空化泡分布并不完全一致，所以这种方法因为这种局限也没有被广泛使用。而且最重要的上述方法都没有空化泡运动的方向信息，仅仅粗略获得了空化泡的强度信息。
发明内容
本发明目的在于解决上述空化场测量方法存在的技术问题，提出了一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法，通过直接获取空化场的强度信息和空化场的矢量信息，实现了对整个空化场空间的全面测量，可用于各种功率超声设备在各种工况下的空化场检测。
为了实现上述目的，一方面，本发明提供一种空化场三维定位设备，该设备包括：支架、第一滑杆、第二滑杆、第三滑杆、第四滑杆、第五滑杆、第一步进电机、第二步进电机、第一细杆、第二细杆和转盘。
其中，第一滑杆具有刻度线，其设置在支架一侧的上端，第一步进电机与第二滑杆的一端连接，并设置在第一滑杆上；第二滑杆具有刻度线，其另一端设置在支架另一侧的上端；第二步进电机与第三滑杆的一端连接，并设置在第二滑杆上；第三滑杆具有刻度线，其另一端与第一细杆的一端连接，第一细杆的另一端设置有微孔，该微孔放置在空化场中；第四滑杆具有刻度线，其一端与转盘连接，转盘套设在第三滑杆上；第五滑杆具有刻度线，其一端与第四滑杆连接，其另一端与第二细杆连接，第二细杆设置有微孔，该微孔放置在空化场中。
另一方面，本发明提供了空化场测量装置，该装置包括：数据测量采集模块、数据处理模块和三维定位设备。
其中，三维定位设备，用于通过移动滑杆和转盘测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
数据测量采集模块,用于测量和采集空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
数据处理模块，用于绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。
其次，本发明提供了空化场测量方法，该方法步骤包括：
通过移动滑杆和转盘测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；测量和采集空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。
本发明对空化泡的直接测量，直接获取空化场的强度信息和空化场的矢量信息，实现了对整个空化场空间的全面测量，可用于各种功率超声设备在各种工况下的空化场检测。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种空化场三维定位设备结构示意图；
图2A为图1所示第一细杆8和第二细杆9的一种结构示意图；
图2B为图1所示第一细杆8和第二细杆9的另一种结构示意图；
图2C为图1所示第一细杆8和第二细杆9的又一种结构示意图；
图3为本发明实施例提供的空化场测量装置结构图；
图4为本发明实施例提供的空化泡条带示意图；
图5为本发明实施例提供的空化场测量结果示例。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本发明实施例提供的一种空化场三维定位设备示意图。如图1所示，该设备包括：支架、第一滑杆1、第二滑杆2、第三滑杆3、第四滑杆4、第五滑杆5、第一步进电机6、第二步进电机7、第一细杆8、第二细杆9和转盘10。
第一滑杆1具有刻度线，其设置在支架一侧的上端，第一步进电机6与第二滑杆2的一端连接，并设置在第一滑杆1上；
第二滑杆2具有刻度线，其另一端设置在支架另一侧的上端；第二步进电机7与第三滑杆3的一端连接，并设置在第二滑杆2上；
第三滑杆3具有刻度线，其另一端与第一细杆8的一端连接，第一细杆8的另一端设置有微孔11，该微孔11放置在空化场中；
第四滑杆4具有刻度线，其一端与转盘10连接，转盘10套设在第三滑杆3上；
第五滑杆5具有刻度线，其一端与第四滑杆4连接，其另一端与第二细杆9连接，第二细杆9设置有微孔11，该微孔11放置在空化场中。
本发明实施例提供的一种空化场三维定位设备，对空化泡的直接测量，获取空化场的强度信息和空化场的矢量信息，实现了对整个空化场空间的全面测量，可用于各种功率超声设备在各种工况下的空化场检测。
图2A-图2C分别为本发明实施例提供的第一细杆8和第二细杆9(以下简称为细杆)的结构示意图。
如图2A所示，细杆的一端设置为圆形球面,圆形球面上嵌有微孔11。
如图2B所示，细杆的一端设置为圆锥形,在圆锥形尖端嵌有微孔11。
如图2C所示，细杆的一端在空化泡条带运动方向的一侧嵌有微孔11。
其中，微孔11的直径为微米级到毫米级，细杆的表面十分光滑。工作时，将细杆一端放置在空化场中，微孔11则会释放出空化泡。
图3为本发明实施例提供的空化场测量装置结构图。如图3所示，本发明实施例提供的空化场测量装置500包括：数据测量采集模块502、数据处理模块503和三维定位设备501。
其中，三维定位设备501，用于通过移动滑杆和转盘测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
数据测量采集模块502,用于测量和采集空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
数据处理模块503，用于绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。
图4为本发明实施例提供的空化泡条带示意图。
步进电机6驱动滑杆2沿着滑杆1前后移动，可以在滑杆1的刻度线上读取沿此方向的位置信息。步进电机7驱动滑杆3沿着滑杆3左右移动，可以在滑杆2的刻度线上读取沿此方向的位置信息。细杆8可以沿着滑杆3上下移动，可以在滑杆3的刻度线上读取沿此方向的位置信息，即可获得细杆9末端的三维位置信息。
滑杆4可以沿着转盘10周向旋转，通过转盘10的刻度可以读取滑杆4的角度位置信息，滑杆5可以沿着滑杆4径向移动，可以通过滑杆4上的刻度读取滑杆5的径向位置信息，细杆9可以沿着滑杆5上线移动，可以通过滑杆5上的刻度读取细杆9末端的上下位置信息，即可获得细杆9的三维位置信息。
工作时第一细杆8另一端和/或第二细杆9的另一端(末端有小孔)放置在空化场中，因为小孔会释放出空化泡，空化泡受超声场的作用发生宏观移动，许多这样的空化泡形成空化泡条带，因为声场减弱，条带逐渐消失，这样条带的长度和移动方向反应了细杆8末端所在位置的空化场信息。移动三维定位设备，在细杆8末端产生空化泡条带，并将细杆9的末端移动到条带终点位置，即获得两点之间的长度(L)和方向矢量，如图4所示。
其中。矢量线上任意一点的切线方向是该点空泡带的运动方向。
按上述方法可以测量空间中各点的长度(L)和方向矢量。
图5为本发明实施例提供的空化场测量结果示例。
本发明实施例提供的空化场测量装置及方法，通过对空化泡的直接测量，直接获取空化场的强度信息和空化场的矢量信息，实现了对整个空化场空间的全面测量，可用于各种功率超声设备在各种工况下的空化场检测。
以上具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施方式而已，并不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，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种三维定位设备，其特征在于，包括：支架、第一滑杆(1)、第二滑杆(2)、第三滑杆(3)、第四滑杆(4)、第五滑杆(5)、第一步进电机(6)、第二步进电机(7)、第一细杆(8)、第二细杆(9)和转盘(10)其中，
所述第一滑杆(1)具有刻度线，其设置在所述支架一侧的上端，所述第一步进电机(6)与所述第二滑杆(2)的一端连接，并设置在所述第一滑杆(1)上；
所述第二滑杆(2)具有刻度线，其另一端设置在所述支架另一侧的上端；所述第二步进电机(7)与所述第三滑杆(3)的一端连接，并设置在所述第二滑杆(2)上；
所述第三滑杆(3)具有刻度线，其另一端与所述第一细杆(8)的一端连接，所述第一细杆(8)的另一端设置有微孔(11)，该微孔(11)放置在空化场中；
所述第四滑杆(4)具有刻度线，其一端与所述转盘(10)连接，所述转盘(10)套设在所述第三滑杆(3)上；
所述第五滑杆(4)具有刻度线，其一端与所述第四滑杆(4)连接，其另一端与所述第二细杆(9)一端连接，所述第二细杆(9)另一端设置有微孔(11)，该微孔(11)放置在空化场中。
2.根据权利要求1所述的装置。其特征在于，所述第一细杆(8)的另一端和/或所述第二细杆(9)的另一端设置为圆形球面,所述圆形球面上嵌有微孔(11)。
3.根据权利要求2所述的装置。其特征在于，所述第一细杆(8)另一端和/或所述第二细杆(9)的另一端设置为圆锥形,在所述圆锥形尖端嵌有微孔(11)。
4.根据权利要求2所述的装置。其特征在于，所述第一细杆(8)另一端和/或所述第二细杆(9)的另一端在空化泡条带运动方向的一侧嵌有微孔(11)。
5.一种空化场测量装置，其特征在于，包括数据测量采集模块、数据处理模块，以及如权利要求1所述的三维定位设备；其中，
所述三维定位设备，用于通过移动滑杆和转盘测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
所述数据测量采集模块,用于测量和采集空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
所述数据处理模块，用于绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。
6.一种空化场测量方法，其特征在于，包括以下步骤：
通过移动滑杆和转盘测量空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
测量和采集空化泡条带的起始位置信息、长度信息和运动方向信息中的一种或多种；
绘制出表示空化泡受力大小的等长度线和表示空化泡受力方向的矢量线，两线交织构成描述空化场的完整信息。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610497510.3A CN105973568B (zh) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201610497510.3A CN105973568B (zh) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105973568A true CN105973568A (zh) | 2016-09-28 |
| CN105973568B CN105973568B (zh) | 2019-02-15 |
Family
ID=57020408
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201610497510.3A Expired - Fee Related CN105973568B (zh) | 2016-06-29 | 2016-06-29 | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105973568B (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968668A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-18 | Mitsuyoshi Kusunoki | キヤビテ−シヨン強度測定装置 |
| CN101419108A (zh) * | 2008-11-29 | 2009-04-29 | 太原理工大学 | 一种超声波空化压强的测量装置及其测量方法 |
| CN201926404U (zh) * | 2010-12-22 | 2011-08-10 | 陈锦灼 | 立体空间点坐标测量装置 |
| CN102175308A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-09-07 | 河海大学常州校区 | 一种超声空化反应测量装置及基于时差法的测量方法 |
| CN205958226U (zh) * | 2016-06-29 | 2017-02-15 | 中国科学院声学研究所 | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置 |
-
2016
- 2016-06-29 CN CN201610497510.3A patent/CN105973568B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5968668A (ja) * | 1982-10-12 | 1984-04-18 | Mitsuyoshi Kusunoki | キヤビテ−シヨン強度測定装置 |
| CN101419108A (zh) * | 2008-11-29 | 2009-04-29 | 太原理工大学 | 一种超声波空化压强的测量装置及其测量方法 |
| CN201926404U (zh) * | 2010-12-22 | 2011-08-10 | 陈锦灼 | 立体空间点坐标测量装置 |
| CN102175308A (zh) * | 2011-03-02 | 2011-09-07 | 河海大学常州校区 | 一种超声空化反应测量装置及基于时差法的测量方法 |
| CN205958226U (zh) * | 2016-06-29 | 2017-02-15 | 中国科学院声学研究所 | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 杨洋: "基于谱分析法的超声空化场三维重建及优化研究", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
| 白立新 等: "超声空化结构的产生和控制", 《2013年全国功率超声学术会议论文集》 * |
| 莫润阳 等: "超声空化的研究方法及进展", 《应用声学》 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105973568B (zh) | 2019-02-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103698231B (zh) | 一种扭转刚度测试装置 | |
| CN105737751A (zh) | 立式储罐变形监测系统及方法 | |
| CN203148426U (zh) | 一种管道内部截面测绘装置 | |
| CN104374825A (zh) | 储气井超声相控阵自动检测装置及检测方法 | |
| CN102183794A (zh) | 一种井中三分量磁测系统 | |
| CN206291831U (zh) | 一种新型裂缝深度检测仪 | |
| CN205958226U (zh) | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置 | |
| CN105973568A (zh) | 一种空化场三维定位设备，空化场测量装置及方法 | |
| CN204391601U (zh) | 一种用于直升机巡检的光电吊舱通用系统 | |
| CN104155362A (zh) | 基于超声成像技术的微通道内气液两相流流型检测方法 | |
| Cao et al. | Experimental study on surface erosion of grade a marine steel by ultrahigh-pressure water jet | |
| Le et al. | Localization and evaluation of corrosion in a small-bore piping system using a bobbin-type magnetic camera | |
| CN114624241B (zh) | 一种基于改进的全聚焦算法的风机主轴裂纹成像方法 | |
| Zhao et al. | A hybrid spiral-bobbin eddy current testing probe for detection of crack of arbitrary orientation in steam generator tubes | |
| CN106017411A (zh) | 一种能够进行超深水观测的探视装置 | |
| CN103191826A (zh) | 一种基于钢球动能的球磨机内存煤量控制方法 | |
| CN207456417U (zh) | 一种位移监测装置及位移监测系统 | |
| CN203870072U (zh) | 一种多探头测厚探伤装置 | |
| CN203981634U (zh) | 一种钼或钼合金管型靶材用超声探伤装置 | |
| CN206740094U (zh) | 一种地下综合管线位移检测仪 | |
| CN113686961A (zh) | 曲面零件超声全聚焦缺陷定量检测方法及系统 | |
| CN201791877U (zh) | 加工高速铁路钻孔桩钢筋笼箍筋的转盘 | |
| CN204346953U (zh) | 一种新型岩心三维ct成像装置 | |
| CN204214813U (zh) | 储气井超声相控阵自动检测装置 | |
| CN205333571U (zh) | 土木工程健康监测装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190215 |