CN109490138B - 一种盐水模型实验系统及测量方法 - Google Patents
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Abstract
一种盐水模型实验系统,包括盐水供水系统、模拟实验系统和空间浓度图像信息分析系统;所述的模拟实验系统包括清水箱和PID控制器,所述清水箱内放置有建筑模型;所述的盐水供水系统中包括盐水储箱、盐水喷嘴和连接在所述盐水储箱上部的混合箱,所述混合箱能实现清水和染料的充分混合,所述盐水喷嘴设置在所述建筑模型的上方。本发明中PID控制器能直接获得清水箱进出管流量变化信息和清水箱液位变化信息,并根据所接受的流量信息和液位变化信息自动调节电动阀开度维持液面恒定。本发明还提供了一种测量方法,在实验过程中加入带有染料的盐水,利用光照强度的大小分析流场中的密度,直观可靠且能同步获取流场的状态分布。
Description
技术领域
本发明属于通风和火灾防排烟领域,具体涉及一种盐水模型实验系统及测量方法。
背景技术
在建筑中火灾事故经常发生,特别是在人员密度较大区域,一旦发生非常容易出现危害人员生命的重大安全事故。因此,进行建筑内的空气流动和烟气蔓延的研究非常必要。
建筑内热源引发的热空气受浮力驱动以热羽流形式运动,羽流运动过程中,不断卷吸周围环境空气。由于气流的流动特性和建筑周围环境的影响,对气流流动难以进行现场测试,因此常常利用盐水模型实验来研究自然通风规律和建筑火灾烟气流动规律,从而直接观察气流流动状态及热分层特性。盐水模型实验依据相似理论原理是,利用盐水和清水之间的密度差模拟气流之间的密度差和温度差,利用盐水在清水中的运动模拟实际建筑中热气流在周围环境空气中的运动。现有的盐水模型实验的测量方法主要是直接采用电导率仪进行多点电导率测量,然而采用电导率仪直接测量电导率会对流场流动产生干扰,并且不能同步获取流场的状态分布,产生测量误差,影响实验效果。
发明内容
针对现有技术存在的采用电导率仪直接测量电导率会对流场流动产生干扰,并且不能同步获取流场的状态分布,产生测量误差的问题,本发明提出了本发明提出了一种盐水模型实验系统,包括盐水供水系统、模拟实验系统和空间浓度图像信息分析系统,所述的模拟实验系统包括清水箱,所述清水箱内放置有建筑模型;
所述的盐水供水系统中包括盐水储箱、盐水喷嘴和连接在所述盐水储箱上部的混合箱,所述盐水喷嘴设置在所述建筑模型的上方;所述的模拟实验系统还包括PID控制器,所述的PID控制器通过信号控制连接在清水箱上的第一转子流量计、液位变送器、第二转子流量计、第一电动调节阀和第二电动调节阀;所述的空间浓度图像信息分析系统包括光源、工业相机与计算机,所述光源和工业相机分别设置在所述清水箱的两侧,所述工业相机连接计算机;
进一步的,所述的盐水供水系统由依次连接的闸阀i、混合箱、闸阀h、盐水储箱、水泵、调节阀、闸阀c、高位盐水箱、一号溢流管、闸阀e、过滤网、质量流量计和盐水喷嘴组成,所述盐水储箱和高位盐水箱的下方分别设置有闸阀b和闸阀d;
进一步的,所述质量流量计前设置有过滤网。
进一步的,所述清水箱内部设置有过滤网格。
一种盐水模型实验系统的测量方法,该方法在混合箱内盛放充分混合的清水和染料,并将混合后带有染料的水注入盐水储箱中,得到带有染料的盐水,来参与盐水模型实验;
该方法采用光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线来获得建筑内流场密度。
进一步的,包括如下步骤:
步骤1:将工业相机、实验台置于暗室,拍摄建筑模型的图像;
步骤2:根据步骤1中工业相机所拍图像,确定建筑模型界面图像的灰度读取区域;
步骤3:将图像灰度与盐水密度进行标定,首先读取清水环境下的光照强度,并计量清水密度,然后重复人工加入50ml带有染料的盐水,用密度计记录不同次数下的盐溶液的密度值,同时读取相应图片的光照强度,直至测量盐溶液密度达到实验所需范围,得到光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线;
步骤4:控制清水箱液面变化,始终保持清水箱液位恒定;
步骤5:打开闸阀h,将混合箱中带染料的清水全部排进盐水储箱内,并在盐水储箱内和盐水均匀混合,关闭闸阀b、d、e,打开调节阀,启动水泵3,将盐水储箱中带有染料的盐水抽至高位盐水箱;
步骤6:根据实验方案打开建筑模型上相应数量和大小的橡胶塞,打开阀门e,高位盐水箱中的盐水经质量流量计经过盐水喷嘴直接流入建筑模型内部,产生羽流卷吸周围清水,经过一定时间建筑模型内形成稳定界面达到稳定的状态。在这一时间段中,选取相同的时间间隔,利用工业相机拍照获取建筑模型的图像,利用MATLAB软件读取图像选定区域灰度。并对照步骤3中得到的密度和灰度对应曲线,采用差值法将灰度转化成密度值,即得到了建筑内流场的密度。
进一步的,步骤1的具体步骤为:
步骤1.1:将工业相机、实验台置于暗室;工业相机安装垂直于建筑模型表面,工业相机镜头中心与建筑模型中心等高且平行;
步骤1.2:工业相机镜头对焦,调节镜头对焦至整个建筑模型界面清晰;
步骤1.3:设置工业相机的曝光;
步骤1.4:利用工业相机拍摄建筑模型的图像。
进一步的,步骤3的具体步骤为:
步骤3.1:打开水源、第一电动调节阀、闸阀f,关闭闸阀g,将清水放至建筑模型的一定高度,关闭水源,并将建筑模型下部开口塞紧;
步骤3.2:用相机拍下建筑模型内的清水图像,在步骤2中得到的灰度读取区域里得到该实验的灰度参考值,即背景光强B,测量清水密度并记录;
步骤3.3:将实验中使用的加染料的盐水定量加入建筑模型内与水充分混合,混合完成后,记录一个新的图像,即数字化强度F,密度计测量盐水密度并记录;
步骤3.4:对步骤3.3得到的图像的数字化强度F根据步骤3.2得到的背景光强B进行校准,得到一个新的光照强度R:
步骤3.5:重复步骤3.3和3.4直至测量盐溶液密度达到实验所需范围;
步骤3.6:统计步骤3.2到步骤3.5的所有测量密度ρ和光照强度R,画出ρ和R的对应曲线,即光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线
步骤3.7:打开建筑模型底部橡胶塞、排水泵、电动调节阀排尽清水箱和建筑模型内的盐水;
进一步的,步骤4的具体步骤为:
步骤4.1:打开水源、电动调节阀、闸阀f将清水注入清水箱内至标记高度,调节进出管上阀门开度,初步保持清水箱的液位恒定,将液位变送器放入清水箱内;
步骤4.2:将PID控制器按图2连接,在PID控制器中根据清水箱的流出流量设定进出水管的高限Qupper、低限Qlower,进一步控制清水箱的液面变化。
本发明的有益效果:
(1)本发明中PID控制器能直接获得清水箱进出管流量变化信息和清水箱液位变化信息,并根据所接受的流量信息和液位变化信息自动调节电动阀开度维持液面恒定,能够减小实验过程中由于液位变化引起的误差,保证测量结果的准确。
(2)本发明提供了一种利用图像信息处理技术的盐水模型实验测量方法,利用带有染料的盐水进行标定实验,通过相机接受被衰减的光,利用光照强度的大小分析流场中的密度,该方法避免了采用电导率仪直接测量电导率时对流场流动产生干扰的问题,直观可靠且能同步获取流场的状态分布。
(3)本发明的图像信息处理取技术是利用MATLAB软件读取工业相机所成图片灰度转化为密度值,从而分析流场内的密度分布,操作方便且测量范围广,精度高。
附图说明
图1本发明的盐水模型实验系统结构图;
图2实验台内部示意图;
图3光强和密度对应曲线图;
图4建筑内部密度分布图;
图5光衰减原理图。
附图标记如下:
1—底座、2—盐水储箱、3—水泵、4—高位盐水箱、5—一号溢流管、6—水源、7—第一转子流量计、8—液位变送器、9—清水箱、10—过滤网格、11—建筑模型、12—质量流量计、13—第二转子流量计、14—PID控制器、15—调节阀、16—第一电动调节阀、17—第二电动调节阀、18—排水泵、19—二号溢流管、20—盐水喷嘴、21—过滤网、22—液位变送器测量头、23—混合箱;
闸阀:a、b、c、d、e、f、g、h、i。
具体实施方式
以下给出本发明的具体实施方式,需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例,凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。
在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下”通常是指以相应附图的图面为基准定义的,“内、外”是指相应部件轮廓的内和外。
本发明提出了一种盐水模型实验系统,包括盐水供水系统、模拟实验系统和空间浓度图像信息分析系统;盐水供水系统为模拟实验系统提供带染料的盐水,用来模拟建筑内部的受热气流;模拟实验系统中根据相似理论做成建筑模型,利用盐水在清水中的运动研究受热气流在周围环境空气内的运动情况,而空间浓度图像分析系统利用图像信息处理技术分析建筑模型内部的盐水密度分布模拟实际建筑内的密度场和温度场。
本发明使用图像信息处理技术分析流场的密度结构。该技术的原理为光衰减理论即当染料穿过流体时来自背后照明的光线被染料衰减吸收。当重力流与周围液体混合时,盐水中染料被稀释,因此在稀释度较大的区域光的衰减较少,稀释度较小的区域光的衰减较大。通过相机接受被衰减的光,利用光照强度的大小分析流场中的密度。
兰伯特贝尔提出的经典吸收理论表明:
式中:η为吸收率,是关于浓度的函数;z为沿光线的距离长度。
若假定光线穿过恒定浓度的染料溶液时,沿着光线对(1)式积分得:
f(c)=Ac+b (3)
其中A>0表示浓度增加衰减越大,b>0表示未染色的水对光的衰减。由于式(1)的线性特征可将这两个因素分开并表达为:
因此可以通过使用透过未染色溶液的光来确定c和h。
首先假定具有一定光照强度的光线从充满染色溶液的模型的一侧射出,一部分光分别被不同介质(有机玻璃、空气、水)之间的各种界面反射、被模型的结构所吸收、被溶液中的染料吸收以及水吸收。由此可得
I=Iillum-Ireflect0-Ireflect1-Itank0-Itank1-Isol-Iwater (5)
式中:Iillum为初始光强,Ireflect0、Ireflect1分别为进入和离开模型时的反射光;Itank0、Itank1为进入和离开模型所吸收的光;Isol、Iwater为溶液中的染料和水吸收的光。其中,光衰减原理如图5所示。在这里忽略光的折射并认为该光线全部进入相机形成图像。
在合理的近似值下,认为进入模型的光强损失Itank0和Ireflect0正比于初始光照强度,并将进入染料溶液的光强定义为:
Ienter=Iillum-Ireflect0-Itank0=αIillum (6)
式中:常数α≤1。
同理离开模型的光强损失Itank1和Ireflect1正比于离开染料溶液的光强,可定义为:
I=β(Ienter-Isol-Iwater) (7)
式中:β≤1。
定义有效的光照强度为:
I0=β(αIillum-Iwater) (8)
并且染料的有效吸收光照强度为:
Idye=βIsol (9)
将式(5)简化为:
I=I0-Idye (10)
实验过程中,只限测量I和I0,模型的影响与水的吸收可忽略不考虑,只考虑穿过染色流体进入相机形成图像的光线。
所述的盐水供水系统中包括盐水储箱2和连接在所述盐水储箱2上部的混合箱23。
所述的模拟实验系统由依次连接的水源6、第一转子流量计7、第一电动调节阀16、闸阀f、清水箱9、二号溢流管19、排水泵18、第二转子流量计13、第二电动调节阀17组成;所述的清水箱9内部放有建筑模型11;所述的模拟实验系统还包括PID控制器14,所述的PID控制器(14)通过信号控制连接在清水箱9上的第一转子流量计7、液位变送器8、第二转子流量计13、第一电动调节阀16和第二电动调节阀17;所述电动调节阀可接收控制系统信号实现自动化调节功能;所述转子流量计和电动调节阀在模拟实验系统中有两组,分别设置清水箱进出水管,用于控制进出水管内的流量大小以保持清水箱液位恒定
该系统中清水模拟周围环境空气,盐水模拟受热气流。水源6中的清水经第一转子流量计7、第一电动调节阀16、闸阀f进入清水箱9,清水箱9中的水经排水泵18、第二转子流量计13、第二电动调节阀17排出。清水箱9进出管上的转子流量计、电动调节阀和液位变送器8一起与PID控制器14相连接,用于控制清水箱液面变化。在PID控制器14中设定清水箱出水管流量的上下限即转子流量计13的高低限。当水源6水压发生变化时,PID控制器14根据第一转子流量计7、第二转子流量计13的流量反馈信息调节电动调节阀开度。同时,液位变送器8将液位变化信息传递给PID控制器14,从而自动调节电动调节阀开度保持实验过程中的液位恒定。
所述的空间浓度图像信息分析系统包括光源、工业相机与计算机,所述光源和工业相机分别设置在所述清水箱9的两侧,所述工业相机连接计算机。
本发明的系统进行实验时,将盐水供水系统和模拟实验系统按附图所示连接,光源设置清水箱的一侧提供光线,工业相机设置在清水箱的另一侧接受被染料衰减的光线,并将所拍图像通过数据线传送给计算机进行处理分析。计算机中MATLAB软件分析相机所拍图片灰度,利用光照强度的大小分析流场中的密度。
利用该方案发明能够完整记录羽流的产生及发展过程,并根据相似原理精准测量建筑模型内部的热分层高度以便分析不同因素对热分层高度的影响,无需人力调控液位恒定,且能减小实验过程中由于液位变化引起的误差。同时,避免了采用电导率仪直接测量对流场流动产生干扰的问题,能直观可靠且同步地获取流场的状态分布。
具体的,所述的盐水供水系统由依次连接的闸阀i、混合箱23、闸阀h、盐水储箱2、混合箱23、水泵3、调节阀15、闸阀c、高位盐水箱4、一号溢流管5、闸阀e、过滤网21、质量流量计12和盐水喷嘴20组成;所述盐水储箱2和高位盐水箱4的下方分别设置有闸阀b和闸阀d;所述调节阀15为手动调节阀,用于保证高位盐水箱的供回水平衡;所述质量流量计12含有刻度可以直观调节盐水流量大小;通过所述混合箱23混合染料和清水后再加入盐水储箱2中,能够将染料均匀的将盐水染色,避免了直接将染料加入盐水储箱时颜色不均匀等问题。
上述的盐水模型实验系统在操作时,打开阀门i,在混合箱23内加入清水至一定水位,关闭阀门i,将6.5g染料加入混合箱23内搅拌均匀,打开阀门h,带染料的清水全部排进盐水储箱2内,在盐水储箱2内和盐水充分混合,并将带染料的盐水储存在盐水储箱2内,由水泵3提供动力抽至高位盐水箱4内,打开阀门e、盐水经质量流量计12、过滤网21、盐水喷嘴20进入建筑模型11内模拟建筑内的热源。质量流量计12能够控制盐水流量大小,以此模拟建筑内部不同强度的热源。
具体的,所述质量流量计12前设置有过滤网21,以过滤盐水中未溶解的染料,防止质量流量计12和盐水喷嘴20堵塞,影响盐水流量大小。
具体的,所述清水箱9内部设置有过滤网格,以提高水流动的均匀性。
具体的,所述光源为荧光灯,为建筑模型提供一个均匀且稳定的光源。
具体的,所述清水箱9靠近光源的一侧贴有滤纸,用于使光线均匀地从光源射向建筑模型。
具体的,该方法在混合箱23内盛放充分混合的清水和染料,并将混合后带有染料的水注入盐水储箱2中,得到带有染料的盐水,来参与盐水模型实验。
采用上述实验系统的测量方法包括如下步骤:
步骤1、将工业相机、实验台置于暗室,打开光源,并将建筑模型11放置在清水箱9内,打开工业相机,调节工业相机参数,拍摄建筑模型的图像;
步骤2:根据步骤1中工业相机所拍图像,确定建筑模型界面图像的灰度读取区域;
步骤3、将图像灰度与盐水密度进行标定,首先读取清水环境下的光照强度,并计量清水密度,然后重复人工加入等量带有染料的盐水,用密度计记录不同次数下的盐溶液的密度值,同时读取相应图片的光照强度,直至测量盐溶液密度达到实验所需范围,得到光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线;
步骤4、控制清水箱9液面变化,始终保持清水箱9液位恒定;
步骤5:打开闸阀h,将混合箱(23)中带染料的清水全部排进盐水储箱(2)内,并在盐水储箱(2)内和盐水均匀混合,关闭闸阀(b)、(d)、(e),打开调节阀(15),启动水泵(3),将盐水储箱(2)中带有染料的盐水抽至高位盐水箱(4);
步骤6、根据实验方案打开建筑模型11上相应数量和大小的橡胶塞,打开阀门e,盐水经质量流量计12经过盐水喷嘴20直接流入建筑模型11内部,产生羽流卷吸周围清水,经过一定时间建筑模型11内形成稳定界面达到稳定的状态。从羽流产生到稳定阶段的这一时间段中,选取相同的时间间隔,利用工业相机拍照获取建筑模型的图像,利用MATLAB软件读取图像选定区域灰度。并对照步骤3中得到的密度和灰度对应曲线,采用差值法将灰度转化成密度值,即得到了该方案下建筑内流场的密度,实验结果与理论值对比如图4所示。
步骤1的具体步骤为:
步骤1.1、工业相机安装垂直于建筑模型表面,工业相机镜头中心与建筑模型中心等高且平行;
步骤1.2、工业相机镜头对焦,调节镜头对焦至整个建筑模型界面清晰;
步骤1.3、设置工业相机的曝光参数;
步骤1.4、利用工业相机拍摄建筑模型的图像。
步骤3的具体步骤为:
步骤3.1:打开水源6、第一电动调节阀16、闸阀f,关闭闸阀g,将清水放至建筑模型11的一定高度,关闭水源,并将建筑模型11下部开口塞紧;
步骤3.2:用相机拍下建筑模型内的清水图像,在步骤2中得到的灰度读取区域里得到该实验的灰度参考值,即背景光强B,测量清水密度并记录;
步骤3.3:将实验中使用的加染料的盐水等量加入建筑模型内与水充分混合,混合完成后,记录一个新的图像,即数字化强度F,密度计测量盐水密度并记录;
步骤3.4:对步骤3.3得到的图像的数字化强度F根据步骤3.2得到的背景光强B进行校准,得到一个新的光照强度R:
步骤3.5:重复步骤3.3和3.4直至测量盐溶液密度达到实验所需范围;
步骤3.6:统计步骤3.2到步骤3.5的所有测量密度ρ和光照强度R,画出ρ和R的对应曲线,即光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线
步骤3.7:打开建筑模型11底部橡胶塞、排水泵18、电动调节阀17排尽清水箱9和建筑模型11内的盐水;
步骤4的具体步骤为:
步骤4.1、打开水源6、电动调节阀16、闸阀f将清水注入清水箱内至标记高度,调节进出管上阀门开度,大致保持清水箱9的液位恒定,将液位变送器8放入清水箱内;
步骤4.2、将PID控制器按图2连接,在PID控制器14中根据清水箱9的流出流量设定进出水管的高限Qupper、低限Qlower,用来控制清水箱14的液面变化。
其控制过程如下:当水源水压发生变化导致进水管流量增加超过高限值Qupper时,PID控制器14接收到转子流量计7和液位变送器8的反馈信息,自动关小电动调节阀16的开度、增大电动调节阀17的开度以此维持液位恒定;当水压发生变化导致进水管流量降低至低限值Qlower以下,PID控制器14接收到转子流量计7和液位变送器8的反馈信息,自动增大电动调节阀16的开度、减小电动调节阀17的开度以此维持液位恒定。
Claims (4)
1.一种盐水模型实验系统的测量方法,其特征在于,该方法在混合箱(23)内盛放充分混合的清水和染料,并将混合后带有染料的水注入盐水储箱(2)中,得到带有染料的盐水,来参与盐水模型实验;
该方法采用光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线来获得建筑内流场密度,包括如下步骤:
步骤1:将工业相机、实验台置于暗室,拍摄建筑模型的图像;
步骤2:根据步骤1中工业相机所拍图像,确定建筑模型界面图像的灰度读取区域;
步骤3:将图像灰度与盐水密度进行标定,首先读取清水环境下的光照强度,并计量清水密度,然后重复人工加入等量带有染料的盐水,用密度计记录不同次数下的盐溶液的密度值,同时读取相应图片的光照强度,直至测量盐溶液密度达到实验所需范围,得到光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线;
步骤4:控制清水箱(9)液面变化,始终保持清水箱(9)液位恒定;
步骤5:打开第八闸阀(h),将混合箱(23)中带染料的清水全部排进盐水储箱(2)内,并在盐水储箱(2)内和盐水均匀混合,关闭第二闸阀(b)、第四闸阀(d)、第五闸阀(e),打开调节阀(15),启动水泵(3),将盐水储箱(2)中带有染料的盐水抽至高位盐水箱(4);
步骤6:根据实验方案打开建筑模型(11)上相应数量和大小的橡胶塞,打开第五闸阀(e),高位盐水箱(4)中的盐水经质量流量计(12)经过盐水喷嘴(20)直接流入建筑模型(11)内部,产生羽流卷吸周围清水,经过一定时间建筑模型(11)内形成稳定界面达到稳定的状态;在这一时间段中,选取相同的时间间隔,利用工业相机拍照获取建筑模型的图像,利用MATLAB软件读取图像选定区域灰度,并对照步骤3中得到的密度和灰度对应曲线,采用差值法将灰度转化成密度值,即得到建筑内流场的密度;
所述的盐水模型实验系统,包括盐水供水系统和模拟实验系统,所述的模拟实验系统包括清水箱(9),所述清水箱(9)内放置有建筑模型(11),还包括空间浓度图像信息分析系统;
所述的盐水供水系统中包括盐水储箱(2)、盐水喷嘴(20)和连接在所述盐水储箱(2)上部的混合箱(23),所述盐水喷嘴(20)设置在所述建筑模型(11)的上方;
所述的模拟实验系统还包括PID控制器(14),所述的PID控制器(14)通过信号控制连接在清水箱(9)上的第一转子流量计(7)、液位变送器(8)、第二转子流量计(13)、第一电动调节阀(16)和第二电动调节阀(17);
所述的空间浓度图像信息分析系统包括光源、工业相机与计算机,所述光源和工业相机分别设置在所述清水箱(9)的两侧,所述工业相机连接计算机;
所述的盐水供水系统由依次连接的第九闸阀(i)、混合箱(23)、第八闸阀(h)、盐水储箱(2)、水泵(3)、调节阀(15)、第三闸阀(c)、高位盐水箱(4)、一号溢流管(5)、第五闸阀(e)、过滤网(21)、质量流量计(12)和盐水喷嘴(20)组成,所述盐水储箱(2)和高位盐水箱(4)的下方分别设置有第二闸阀(b)和第四闸阀(d);
所述的模拟实验系统由依次连接的水源(6)、第一转子流量计(7)、第一电动调节阀(16)、第六闸阀(f)、清水箱(9)、二号溢流管(19)、排水泵(18)、第二转子流量计(13)、第二电动调节阀(17)组成;
所述质量流量计(12)前设置有过滤网(21);
所述清水箱(9)内部设置有过滤网格(10)。
2.如权利要求1所述的盐水模型实验系统的测量方法,其特征在于,步骤1的具体步骤为:
步骤1.1:将工业相机、实验台置于暗室;工业相机安装垂直于建筑模型表面,工业相机镜头中心与建筑模型中心等高且平行;
步骤1.2:工业相机镜头对焦,调节镜头对焦至整个建筑模型界面清晰;
步骤1.3:设置工业相机的曝光;
步骤1.4:利用工业相机拍摄建筑模型的图像。
3.如权利要求1所述的盐水模型实验系统的测量方法,其特征在于,步骤3的具体步骤为:
步骤3.1:打开水源(6)、第一电动调节阀(16)、第六闸阀(f),关闭第七闸阀(g),将清水放至建筑模型(11)的一定高度,关闭水源,并将建筑模型(11)下部开口塞紧;
步骤3.2:用相机拍下建筑模型内的清水图像,在步骤2中得到的灰度读取区域里得到该实验的灰度参考值,即背景光强B,测量清水密度并记录;
步骤3.3:将实验中使用的加染料的盐水定量加入建筑模型内与水充分混合,混合完成后,记录一个新的图像,即数字化强度F,密度计测量盐水密度并记录;
步骤3.4:对步骤3.3得到的图像的数字化强度F根据步骤3.2得到的背景光强B进行校准,得到一个新的光照强度R:
步骤3.5:重复步骤3.3和3.4直至测量盐溶液密度达到实验所需范围;
步骤3.6:统计步骤3.2到步骤3.5的所有测量密度ρ和光照强度R,画出ρ和R的对应曲线,即光照强度和盐水密度的相互对应关系曲线;
步骤3.7:打开建筑模型(11)底部橡胶塞、排水泵(18)、第二电动调节阀(17)排尽清水箱(9)和建筑模型(11)内的盐水;
4.如权利要求1所述的盐水模型实验系统的测量方法,其特征在于,步骤4的具体步骤为:
步骤4.1:打开水源(6)、第一电动调节阀(16)、第六闸阀(f)将清水注入清水箱内至标记高度,调节进出管上阀门开度,初步保持清水箱(9)的液位恒定,将液位变送器(8)放入清水箱内;
步骤4.2:将PID控制器(14)按图2连接,在PID控制器(14)中根据清水箱(9)的流出流量设定进出水管的高限Qupper、低限Qlower,进一步控制清水箱(14)的液面变化。
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CN201811122648.0A CN109490138B (zh) | 2018-09-26 | 2018-09-26 | 一种盐水模型实验系统及测量方法 |
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