CN107192556B - 微型定容燃烧空间测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型定容燃烧空间测试装置，包括阀体、设置于阀体内密封的微型燃烧腔和与微型燃烧腔连通用于充、放气的微孔道；还包括微型压力传感器和微型点火器，微型压力传感器的局部工作端面与微型点火器的局部工作端面为微型燃烧腔的腔壁；将微型压力传感器的局部工作端面用来形成定容微型燃烧腔的腔壁，在此安装条件下，进行压电晶体微型压力传感器膜片受力变形的有限元分析，进行非正常安装条件下压电晶体微型压力传感器灵敏度参数的修正和补偿，从而形成微型定容空间动态燃烧压力的准确测量方法；能够适用于燃烧压力短时间内变化巨大的瞬态燃烧过程的测量，在燃烧测量灵敏度与精度、测量可靠性和经济性方面具有明显优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种微型空间燃烧参数检测装置，具体涉及一种微型定容燃烧空间测试装置。
背景技术
基于微/纳米技术的微机电系统迅猛发展，许多设备结构趋向于微型化和功能集成化，出现了在微小空间进行燃料燃烧以实现能量收集的技术发展需求，要求对微型定容空间燃烧过程和性能进行测试；现有针对燃烧过程测试诊断技术有：红外发射吸收光谱、激光拉曼散射、激光和电子束的荧光辐射以及光的相干技术、常规微型压力传感器动态测量技术等，这些测试技术及其装置只适合于宏观大型空间中的燃烧参数测试；为了准确测量微型定容空间燃烧过程，对其定容燃烧过程中最重要和最基本的燃烧参数瞬态燃烧压力进行精确测量，需开发出一种微型定容空间燃烧测试装置。
因此，为解决以上问题，需要一种微型定容燃烧空间测试装置，能够适用于燃烧压力短时间内变化巨大的瞬态燃烧过程的测量，在燃烧测量灵敏度与精度、测量可靠性和经济性方面具有明显优势。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供微型定容燃烧空间测试装置，能够适用于燃烧压力短时间内变化巨大的瞬态燃烧过程的测量，在燃烧测量灵敏度与精度、测量可靠性和经济性方面具有明显优势。
本发明的微型定容燃烧空间测试装置，包括阀体、设置于阀体内密封的微型燃烧腔和与微型燃烧腔连通用于充、放气的微孔道；还包括微型压力传感器和微型点火器，所述微型压力传感器的局部工作端面与微型点火器的局部工作端面为微型燃烧腔的腔壁。
进一步，还包括用于开启和关闭微孔道的阀芯，所述阀体形成用于安装阀芯的安装孔，所述安装孔由外到内依次包括螺纹孔段和半径小于螺纹孔段的缩径孔段，所述微孔道的进气口设置于缩径孔段内端面，所述阀芯包括密封片和前端面推动密封片抵压于缩径孔段内端面实现微孔道关闭的推杆，所述推杆沿轴向由外到内依次包括与螺纹孔段螺纹配合的螺纹段和半径小于缩径孔段的直杆段；所述阀体内形成用于充气的充气道，所述充气道的出气口位于缩径孔段外段孔壁，充气道的进气口连通设置有充气嘴。
进一步，所述阀体形成用于对微型燃烧腔抽真空的抽气机构；所述抽气机构包括由充气道内壁内凸形成的内径前小后大的候口部、形成于阀体内用于燃烧废气排出的回流道和沿轴向固定并外套于直杆段外圆并轴向密封缩径孔段的密封圈，所述回流道的进气口位于缩径孔段的内圆，回流道的出气口连通设置有位于候口部内的气嘴；当密封圈沿轴向位于回流道的进气口的外侧时，通过候口部形成的负压使微型燃烧室内残留废气依次通过微孔道、缩径孔段内段和回流道向外排出；所述缩径孔段外段连通设置有排气道。
进一步，所述缩径孔段的孔壁靠近回流道的进气口的内侧处设置有当给微型燃烧腔充气时用于气体通过密封圈的过流道，所述过流道由缩径孔段的孔壁内凹形成；所述直杆段外段外圆以沿轴向固定的方式外套设置有当给微型燃烧腔充气时用于同时密封充气道的出气口和排气道的进气口的密封套。
进一步，所述密封圈沿轴向位于回流道的进气口与过流道之间时，所述充气道的出气口和排气道的进气口连通。
进一步，所述密封片为密封铜片，所述密封铜片固定于直杆段内端面。
进一步，所述直杆段的外圆形成分别安装密封套和密封圈的环形槽。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种微型定容燃烧空间测试装置，针对微型定容空间燃烧过程及其基本特性的测试，将微型压力传感器的局部工作端面用来形成定容微型燃烧腔的腔壁，在此安装条件下，进行压电晶体微型压力传感器膜片受力变形的有限元分析，进行非正常安装条件下压电晶体微型压力传感器灵敏度参数的修正和补偿，从而形成微型定容空间动态燃烧压力的准确测量方法；能够适用于燃烧压力短时间内变化巨大的瞬态燃烧过程的测量，在燃烧测量灵敏度与精度、测量可靠性和经济性方面具有明显优势。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明封闭时的结构示意图；
图2为本发明抽真空时的结构示意图；
图3为本发明充燃烧气体时的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明抽真空时的结构示意图，图3为本发明充燃烧气体时的结构示意图，如图所示，本实施例中的微型定容燃烧空间测试装置；包括阀体1、设置于阀体1内密封的微型燃烧腔5和与微型燃烧腔5连通用于充、放气的微孔道2；还包括微型压力传感器3和微型点火器4，所述微型压力传感器的局部工作端面与微型点火器4的局部工作端面为微型燃烧腔5的腔壁；所述微型燃烧腔5可为圆柱形，所述阀体1可为钢制阀体1，针对微型定容空间燃烧过程及其基本特性的测试，将微型压力传感器的局部工作端面用来形成定容微型燃烧腔5的腔壁，在此安装条件下，进行压电晶体微型压力传感器膜片受力变形的有限元分析，进行非正常安装条件下压电晶体微型压力传感器灵敏度参数的修正和补偿，从而形成微型定容空间动态燃烧压力的准确测量方法，该测量方法为现有技术，而微孔道2的开启和关闭可采用现有技术中所有能实现本发明目的的所有开关结构，在此不再赘述。
本实施例中，还包括用于开启和关闭微孔道2的阀芯，所述阀体1形成用于安装阀芯的安装孔，所述安装孔由外到内依次包括螺纹孔段6和半径小于螺纹孔段6的缩径孔段7，所述微孔道2的进气口设置于缩径孔段7内端面，所述阀芯包括密封片8和前端面推动密封片8抵压于缩径孔段7内端面实现微孔道2关闭的推杆，所述推杆沿轴向由外到内依次包括与螺纹孔段6螺纹配合的螺纹段8a和半径小于缩径孔段7的直杆段9；所述阀体1内形成用于充气的充气道10，所述充气道10的出气口位于缩径孔段外段孔壁，充气道10的进气口连通设置有充气嘴10a；所述密封片8为密封铜片，所述密封铜片固定于直杆段9内端面；内侧表示靠近微型燃烧腔5的一侧为内侧，反之为外侧；通过旋转推杆进而利于螺纹驱动和固定推杆，保证微孔道2关闭时密封效果好，并且操作方便、简单。
本实施例中，所述阀体1形成用于对微型燃烧腔5抽真空的抽气机构；所述抽气机构包括由充气道10内壁内凸形成的内径前小后大的候口部11、形成于阀体1内用于燃烧废气排出的回流道12和沿轴向固定并外套于直杆段9外圆并轴向密封缩径孔段的密封圈13，所述回流道的进气口c位于缩径孔段的内圆，回流道的出气口连通设置有位于候口部11内的气嘴12a；当密封圈13沿轴向位于回流道的进气口的外侧时，通过候口部11形成的负压使微型燃烧室内残留废气依次通过微孔道2、缩径孔段内段和回流道12向外排出；所述缩径孔段外段连通设置有排气道16；当微型燃烧腔5内的废气未排尽时，所述充气嘴10a可接通气泵充气，进而在候口部11产生负压，对微型燃烧腔5抽真空，保证后面高压加入的燃料气体纯度精确，保证实验数据的精确性；并且结构简单，成本低廉。
本实施例中，所述缩径孔段的孔壁靠近回流道12的进气口的内侧处设置有当给微型燃烧腔5充气时用于气体通过密封圈13的过流道14，所述过流道14由缩径孔段的孔壁内凹形成；所述直杆段9外段外圆以沿轴向固定的方式外套设置有当给微型燃烧腔5充气时用于同时密封充气道10的出气口和排气道16的进气口的密封套15；操作简单，并且密封套15在充燃料气体时可密封充气道10的出气口和排气道16的进气口，保证可对微型燃烧腔5充入的燃烧气体实现压强可控，方便实验操作。
本实施例中，所述密封圈13沿轴向位于回流道12的进气口与过流道14之间时，所述充气道10的出气口a和排气道16的进气口b连通；当充燃烧气体时，利于管道内的空气可排除，避免在对微型燃烧腔5充燃烧气体时滞留在管道内的空气对燃烧气体纯度的影响，保证实验数据精确。
本实施例中，所述直杆段9的外圆形成分别安装密封套15和密封圈13的环形槽；保证密封套15和密封圈13沿轴向稳定固定于直杆段9，安装方便，定位准确。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
Claims (3)
1.一种微型定容燃烧空间测试装置，其特征在于：包括阀体、设置于阀体内密封的微型燃烧腔和与微型燃烧腔连通用于充、放气的微孔道；还包括微型压力传感器和微型点火器，所述微型压力传感器的局部工作端面与微型点火器的局部工作端面为微型燃烧腔的腔壁，还包括用于开启和关闭微孔道的阀芯，所述阀体形成用于安装阀芯的安装孔，所述安装孔由外到内依次包括螺纹孔段和半径小于螺纹孔段的缩径孔段，所述微孔道的进气口设置于缩径孔段内端面，所述阀芯包括密封片和前端面推动密封片抵压于缩径孔段内端面实现微孔道关闭的推杆，所述推杆沿轴向由外到内依次包括与螺纹孔段螺纹配合的螺纹段和半径小于缩径孔段的直杆段；所述阀体内形成用于充气的充气道，所述充气道的出气口位于缩径孔段外段孔壁，充气道的进气口连通设置有充气嘴，所述阀体形成用于对微型燃烧腔抽真空的抽气机构；所述抽气机构包括由充气道内壁内凸形成的内径前小后大的候口部、形成于阀体内用于燃烧废气排出的回流道和沿轴向固定并外套于直杆段外圆并轴向密封缩径孔段的密封圈，所述回流道的进气口位于缩径孔段的内圆，回流道的出气口连通设置有位于候口部内的气嘴；当密封圈沿轴向位于回流道的进气口的外侧时，通过候口部形成的负压使微型燃烧室内残留废气依次通过微孔道、缩径孔段内段和回流道向外排出；所述缩径孔段外段连通设置有排气道，所述缩径孔段的孔壁靠近回流道的进气口的内侧处设置有当给微型燃烧腔充气时用于气体通过密封圈的过流道，所述过流道由缩径孔段的孔壁内凹形成；所述直杆段外段外圆以沿轴向固定的方式外套设置有当给微型燃烧腔充气时用于同时密封充气道的出气口和排气道的进气口的密封套，所述密封圈沿轴向位于回流道的进气口与过流道之间时，所述充气道的出气口和排气道的进气口连通。
2.根据权利要求1所述的微型定容燃烧空间测试装置，其特征在于：所述密封片为密封铜片，所述密封铜片固定于直杆段内端面。
3.根据权利要求2所述的微型定容燃烧空间测试装置，其特征在于：所述直杆段的外圆形成分别安装密封套和密封圈的环形槽。
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