CN115201151A - 一种燃料雾化性能测试装置 - Google Patents

一种燃料雾化性能测试装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115201151A
CN115201151A CN202210876971.7A CN202210876971A CN115201151A CN 115201151 A CN115201151 A CN 115201151A CN 202210876971 A CN202210876971 A CN 202210876971A CN 115201151 A CN115201151 A CN 115201151A
Authority
CN
China
Prior art keywords
atomization
fuel
image
field
gray
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.)
Pending
Application number
CN202210876971.7A
Other languages
English (en)
Inventor
刘子钰
杨晓奕
顾骁宇
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beihang University
Original Assignee
Beihang University
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beihang University filed Critical Beihang University
Priority to CN202210876971.7A priority Critical patent/CN115201151A/zh
Priority to PCT/CN2022/109072 priority patent/WO2024021052A1/zh
Publication of CN115201151A publication Critical patent/CN115201151A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N21/49—Scattering, i.e. diffuse reflection within a body or fluid
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/01—Arrangements or apparatus for facilitating the optical investigation
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/0002—Inspection of images, e.g. flaw detection
    • G06T7/0004—Industrial image inspection
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/10—Image acquisition modality
    • G06T2207/10004—Still image; Photographic image
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Testing Of Engines (AREA)

Abstract

本发明提供一种燃料雾化性能测试装置，该装置中，燃料喷雾单元用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场；第一雾化参数获取单元包括第一雾化场图像获取子单元和第一雾化参数测试子单元，第一雾化场图像获取子单元用于获取光线穿过第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，第一雾化场图像包含第一形态燃料对应的阴影图像；第一雾化参数测试子单元用于基于第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数；第二雾化参数获取单元用于对第二雾化场的第二形态燃料进行检测，获取第二形态燃料的第二雾化参数。通过使用该装置，可在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量。

Description

一种燃料雾化性能测试装置
技术领域
本发明属于燃料性能测试技术领域，具体涉及一种燃料雾化性能测试装置。
背景技术
在发动机燃烧室里，燃油的雾化质量决定其燃烧效率、火焰温度分布、排放指标等，从而直接影响发动机的安全、性能及排放要求。以航空替代燃料为例，航空替代燃料的“即用性”需要在不改变航空发动机的结构与操作性能的同时，不降低替代燃料的使安全、性能及排放要求。如何认证航空替代燃料雾化性能的“即用性”需要精确评价其雾化性能。
航空燃料雾化过程形成数量极大的雾化液滴，不仅喷射速度高、颗粒尺寸分布广，而且在蒸发、碰撞、粘附等作用下液滴的尺寸和速度会进一步发生变化，如何在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量，是需要解决的问题。
发明内容
本发明提供一种燃料雾化性能测试装置，以解决在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量的问题。
为了解决或者一定程度上改善上述技术问题，根据本发明一方面，提供一种燃料雾化性能测试装置，包括：燃料喷雾单元、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元、以及二次雾化对应的第二雾化参数获取单元；
所述燃料喷雾单元用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场，其中，所述第二雾化场由第二形态燃料组成，所述第二形态燃料由所述第一雾化场的第一形态燃料碎裂后形成；
所述第一雾化参数获取单元包括第一雾化场图像获取子单元和第一雾化参数测试子单元，所述第一雾化场图像获取子单元用于获取光线穿过所述第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，所述第一雾化场图像包含所述第一形态燃料对应的阴影图像；所述第一雾化参数测试子单元用于基于所述第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数；
所述第二雾化参数获取单元用于对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测，获取所述第二形态燃料的第二雾化参数。
在一些实施方式中，所述第一雾化场图像获取子单元包括照射所述第一雾化场的光源、凹面反射镜、以及图像摄取装置，所述雾化场设置于所述凹面反射镜与所述图像摄取装置之间，所述光源用于对所述第一雾化场进行照射后、形成被所述凹面反射镜反射至所述图像摄取装置的反射光线，所述图像摄取装置用于摄取所述反射光线，以形成包含所述第一形态燃料对应的阴影图像的所述第一雾化场图像。
在一些实施方式中，所述基于所述第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数，包括：
对所述第一雾化场图像进行图像提取，获取作为识别雾化锥角的目标图像；
将所述目标图像转化为灰度图；
基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值、雾化液膜的目标长度以及雾化液膜的目标厚度中的至少一种。
在一些实施方式中，所述对所述第一雾化场图像进行图像提取，包括：
将所述第一雾化场图像中以所述燃料喷雾单元的喷嘴的喷嘴轴线为中线的矩形图像、作为识别雾化锥角的目标图像进行提取。
在一些实施方式中，所述基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值，包括：
选择所述灰度图中灰度值的中值作为识别雾化锥角的阈值；
在所述灰度图中的各不同高度上沿水平方向取灰度值，将各高度的像素点中、灰度值超过所述阈值的像素点确定为边界像素点，记录各高度对应的左边界像素点和右边界像素点，并获得所述左边界像素点对应的位置信息和所述右边界像素点对应的位置信息；
基于所述左边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得所述雾化锥角的左边界的斜率，以及，基于所述右边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得所述雾化锥角的右边界的斜率；
根据所述左边界的斜率和所述右边界的斜率，获得所述灰度图对应的雾化锥角的值；
对多个所述灰度图对应的雾化锥角的值求取均值，将所求均值确定为所述雾化锥角的目标值。
在一些实施方式中，所述基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度，包括：
确定灰度值阶跃阈值；
在所述灰度图中从左向右、由下往上取各像素点的灰度值，将各像素点中、其灰度值的阶跃超过所述灰度值阶跃阈值的像素点的横坐标和纵坐标，分别确定为所述灰度图对应的雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值；
基于预设的标的物，将所述雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值转换为所述灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度；
对多个所述灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度求取均值，将所求均值确定为所述雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度。
在一些实施方式中，所述标的物为悬挂于所述燃料喷雾单元的喷嘴旁边的具有预设直径的圆球状物体，所述圆球状物体的球心与所述喷嘴的喷嘴轴线在光路的同一法向平面内。
在一些实施方式中，所述喷雾为离心式喷嘴。
在一些实施方式中，所述装置还包括：测试环境保持单元，用于在对所述待测燃料的燃烧性能进行测试前，调整所述燃料燃烧性能测试装置的外部环境维持在预设测试状态。
在一些实施方式中，所述对第二雾化场的第二形态燃料进行检测，包括：采用激光多普勒测试方法对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明提供的燃料雾化性能测试装置包括：燃料喷雾单元、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元、以及二次雾化对应的第二雾化参数获取单元；燃料喷雾单元用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场，其中，第二雾化场由第二形态燃料组成，第二形态燃料由第一雾化场的第一形态燃料碎裂后形成；第一雾化参数获取单元包括第一雾化场图像获取子单元和第一雾化参数测试子单元，第一雾化场图像获取子单元用于获取光线穿过第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，第一雾化场图像包含第一形态燃料对应的阴影图像；第一雾化参数测试子单元用于基于第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数；第二雾化参数获取单元用于对第二雾化场的第二形态燃料进行检测，获取第二形态燃料的第二雾化参数。由于第一雾化场图像中的阴影图像可携带待测燃料的雾化性能信息，且该装置可通过图像处理方式对第一雾化场图像进行高效批量处理，进而能够在燃料雾化场快速变化的情况下满足雾化参数测量需求，通过使用该装置，可在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
图1为本申请实施例提供的使用燃料雾化性能测试装置获取第一雾化参数的场景示意图；
图2是本申请实施例提供的使用燃料雾化性能测试装置获取第二雾化参数的场景示意图；
附图标注：
燃料喷雾单元10、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元11、二次雾化对应的第二雾化参数获取单元12、第一雾化场图像获取子单元111、第一雾化参数测试子单元112、光源1111、凹面反射镜1112、图像摄取装置1113、预设标的物1114
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的用户身份认证方法的具体实施方式及其功效，详细说明如后。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似推广，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
针对燃料雾化性能测试场景，为了在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量，本申请提供了一种燃料雾化性能测试装置。以下提供实施例对该装置进行详细说明。
本申请一实施例提供一种燃料雾化性能测试装置。图1为本实施例提供的燃料雾化性能测试装置的示意图，以下结合图1对本实施例提供的装置进行详细描述。以下描述所涉及的实施例是用来解释说明方法原理，不是实际使用的限定。
如图1所示，本实施例提供的燃料雾化性能测试装置包括：燃料喷雾单元10、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元11、以及二次雾化对应的第二雾化参数获取单元12。
所述燃料喷雾单元10用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场，其中，所述第二雾化场由第二形态燃料组成，所述第二形态燃料由所述第一雾化场的第一形态燃料碎裂后形成。燃油雾化是使燃油从雾化喷嘴中高速流到环境气体中而破碎成离散液滴的过程，该过程不仅包含射流破碎过程(也称一次雾化)，而且破碎后的液滴会继续分裂形成细小的雾化液滴(也称二次雾化)，燃料的雾化性能由该两个过程决定。即，燃料在上述一次雾化过程中，通过雾化喷嘴在其喷口形成液膜和雾化锥角(如果雾化锥角缩小，液膜长度变长，将导致燃料的燃烧效率降低)，液膜和雾化锥角在气动力作用下断裂破碎成液丝、液片或大液滴等，然后通过二次雾化，将上述一次雾化形成的液丝、液片或大液滴进一步破碎成细小的雾化液滴。在本实施例中，上述第一雾化参数是指一次雾化中的雾化锥角、雾化液膜长度以及雾化液膜厚度等参数值，第二雾化参数是指二次雾化中的细小的雾化液滴的速度、直径等参数。上述第一形态燃料即为上述液膜、雾化锥角、液丝、液片或大液滴等，上述第二形态燃料即为上述细小的雾化液滴。
所述第一雾化参数获取单元11包括第一雾化场图像获取子单元111和第一雾化参数测试子单元112，第一雾化场图像获取子单元111用于获取光线穿过第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，第一雾化场图像包含第一形态燃料对应的阴影图像；第一雾化参数测试子单元112用于基于第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数，例如获得一次雾化中的雾化锥角、雾化液膜长度以及雾化液膜厚度等参数值。
第二雾化参数获取单元12用于对第二雾化场的第二形态燃料进行检测，获取第二形态燃料的第二雾化参数，例如测量获得二次雾化中的细小的雾化液滴的速度、直径等参数。在本实施例中，具体可采用激光多普勒测试方法对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测，例如，使用相位多普勒动态粒子分析仪(PDA)测量液体喷雾的液滴粒径和三维速度场，其根据预先设计的网格分布，测量每个雾化液滴颗粒的速度场、粒径尺寸大小及浓度场的流场信息，例如，激光照射至雾化液滴颗粒，探测器接受绿光、蓝光和紫光等三种颜色光束的散射光，通过频差计算颗粒速度、通过相位差计算液滴的直径、通过颗粒数与液滴直径计算浓度。具体的，激光发生器发出的激光经分光器分为两道平行入射激光，经凸透镜后相交于透镜焦点处，形成测量点，当雾化液滴穿过该测量点时，因光线散射引起测量点处干涉条纹变化。由检波器测得干涉条纹在单位时间的变化频率，计算得到液滴速度，并根据检波器测得多普勒信号波最大振幅处和最小振幅处的峰值，计算得到测量点处雾化液滴直径。在本实施例中，为获得足够样品数降低测量误差，每个测量点采集不少于预定数量的有效样本，对测量得到的数据进行计算处理，便可以得到不同燃料雾化时的粒径、液滴速度、浓度等沿空间分布的特性。
在本实施例中，上述第一雾化场图像获取子单元111包括照射第一雾化场的光源1111、凹面反射镜1112、以及图像摄取装置1113，雾化场设置于凹面反射镜与图像摄取装置之间，光源用于对第一雾化场进行照射后、形成被凹面反射镜反射至图像摄取装置的反射光线，图像摄取装置用于摄取反射光线，以形成包含第一形态燃料对应的阴影图像的第一雾化场图像。例如，上述光源可以选用光通量大于1000LM的LED点光源，凹面反射镜直径可以为203mm，焦距可以为800mm，图像摄取装置可以为照相机，由于光线在穿过雾化液膜、液滴时会发生反射与折射，因此，该光线聚焦得到的像在雾化液膜、液滴的相应位置处会出现阴影，因此，上述摄取的第一雾化场图像中的阴影图像可携带待测燃料的雾化性能信息。
在本实施例中，上述第一雾化参数测试子单元基于第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数，具体可以是指：
首先，对第一雾化场图像进行图像提取，获取作为识别雾化锥角的目标图像；在本实施例中，该过程具体是指将第一雾化场图像中以燃料喷雾单元的喷嘴的喷嘴中轴线为中线的矩形图像、作为识别雾化锥角的目标图像进行提取。
其次，将目标图像转换为灰度图，例如，将目标图像放大后转换为灰度图。
然后，基于上述灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值、雾化液膜的目标长度以及雾化液膜的目标厚度中的至少一种。
在本实施例中，上述基于灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值，具体可以是指：
首先，选择灰度图中灰度值的中值作为识别雾化锥角的阈值；
其次，在灰度图中的各不同高度上沿水平方向取灰度值，由于雾化液膜边缘处存在明显的阶跃，即，液膜区的灰度值与空气区的灰度值存在明显差异，因此将各高度的像素点中液膜边缘处灰度值超过上述阈值的像素点确定为边界像素点，记录各高度对应的左边界像素点和右边界像素点，并获得左边界像素点对应的位置信息和右边界像素点对应的位置信息；
然后，基于左边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得雾化锥角的左边界的斜率，以及，基于右边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得雾化锥角的右边界的斜率；
再次，根据左边界的斜率、右边界的斜率、以及斜率与夹角的几何关系，计算获得上述灰度图对应的雾化锥角的值；
最后，对多个上述灰度图对应的雾化锥角的值求取均值，将所求均值确定为上述雾化锥角的目标值。例如，可通过图像摄取装置摄取多张第一雾化场图像，采用Python中的Pillow图像处理模块对多张第一雾化场图像进行批量处理，从每个第一雾化场图像中均提取出上述灰度图，并且按照上述方式对各灰度图进行处理后，得到各灰度图对应的多个雾化锥角的值，对该多个雾化锥角的值求取平均值，将该平均值作为雾化锥角的目标值。
在本实施例中，上述基于灰度图进行数据处理，获得雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度，具体可以是指：
首先，确定灰度值阶跃阈值，在本实施例中，选择灰度图中灰度值的中值作为灰度值阶跃阈值。
其次，在灰度图中从左向右、由下往上取各像素点的灰度值，将各像素点中、其灰度值超过灰度值阶跃阈值的像素点的横坐标和纵坐标，分别确定为上述灰度图对应的雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值。然后，基于预设标的物，将上述雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值转换为上述灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度；在本实施例中，如图1所示。上述预设标的物1114为悬挂于燃料喷雾单元的喷嘴旁边的具有预设直径的圆球状物体，圆球状物体的球心与喷嘴的喷嘴轴线在光路(照射光线)的同一法向平面内，以使得图像进行放大或缩小的变化率一致，通过该种设置，可在得到上述雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值之后，与上述悬挂于喷嘴旁边的圆球状物体的像素值按比例计算，得到雾化液膜的真实的长度和厚度。
最后，对多个灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度求取均值，将所求均值确定为雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度。与上述计算雾化锥角的目标值的方式类似，可通过图像摄取装置摄取多张第一雾化场图像，采用Python中的Pillow图像处理模块对多张第一雾化场图像进行批量处理，从每个第一雾化场图像中均提取出上述灰度图，并且按照上述方式对各灰度图进行处理后，得到各灰度图对应的多个雾化液膜的长度和厚度，对该多个雾化液膜的长度和厚度分别求取平均值，将该平均值作为雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度。
在本实施例中，上述燃料喷雾单元的喷嘴为离心式喷嘴，离心式喷嘴结构简单、运行可靠，具备将燃料在环境大气中雾化的能力，可在雾化过程中排除掉环境气体流动对燃料雾化过程干扰，有利于将不同燃料性质对雾化性能的影响体现出来。
在本实施例中，上述燃料雾化性能测试装置还包括测试环境保持单元，用于在对待测燃料的雾化性能进行测试前，调整燃料雾化性能测试装置的内部环境维持在标准状态(即标准大气条件)，并维持空气温度、湿度、密度、流动状态不变，消除环境对燃料雾化性能的影响。
本实施例提供的燃料雾化性能测试装置包括：燃料喷雾单元、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元、以及二次雾化对应的第二雾化参数获取单元；燃料喷雾单元用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场，其中，第二雾化场由第二形态燃料组成，第二形态燃料由第一雾化场的第一形态燃料碎裂后形成；第一雾化参数获取单元包括第一雾化场图像获取子单元和第一雾化参数测试子单元，第一雾化场图像获取子单元用于获取光线穿过第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，第一雾化场图像包含第一形态燃料对应的阴影图像；第一雾化参数测试子单元用于基于第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数；第二雾化参数获取单元用于对第二雾化场的第二形态燃料进行检测，获取第二形态燃料的第二雾化参数。由于第一雾化场图像中的阴影图像可携带待测燃料的雾化性能信息，且该装置可通过图像处理方式对第一雾化场图像进行高效批量处理，进而能够在燃料雾化场快速变化的情况下满足雾化参数测量需求，通过使用该装置，可在燃料雾化场快速变化的情况下实现对燃料雾化效果的精确测量，且在测量过程中不会对雾化流动场产生干扰。通过添加典型替代组分改变传统航空燃料的性能后，使用上述燃料雾化性能测试装置能够清晰的辨析替代喷气燃料性能变化导致与传统石油基喷气燃料的雾化性能的差异。该装置不仅可满足航空替代燃料的“即用性”评价过程，而且为燃料与发动机的适用性提供使用对策。
以上，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明,任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内,当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种燃料雾化性能测试装置，其特征在于，包括：燃料喷雾单元、一次雾化对应的第一雾化参数获取单元、以及二次雾化对应的第二雾化参数获取单元；
所述燃料喷雾单元用于对待测燃料进行喷雾，形成第一雾化场和第二雾化场，其中，所述第二雾化场由第二形态燃料组成，所述第二形态燃料由所述第一雾化场的第一形态燃料碎裂后形成；
所述第一雾化参数获取单元包括第一雾化场图像获取子单元和第一雾化参数测试子单元，所述第一雾化场图像获取子单元用于获取光线穿过所述第一雾化场时所对应的第一雾化场图像，所述第一雾化场图像包含所述第一形态燃料对应的阴影图像；所述第一雾化参数测试子单元用于基于所述第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数；
所述第二雾化参数获取单元用于对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测，获取所述第二形态燃料的第二雾化参数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一雾化场图像获取子单元包括照射所述第一雾化场的光源、凹面反射镜、以及图像摄取装置，所述雾化场设置于所述凹面反射镜与所述图像摄取装置之间，所述光源用于对所述第一雾化场进行照射后、形成被所述凹面反射镜反射至所述图像摄取装置的反射光线，所述图像摄取装置用于摄取所述反射光线，以形成包含所述第一形态燃料对应的阴影图像的所述第一雾化场图像。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述基于所述第一雾化场图像进行图像处理和数据处理，获得第一雾化参数，包括：
对所述第一雾化场图像进行图像提取，获取作为识别雾化锥角的目标图像；
将所述目标图像转化为灰度图；
基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值、雾化液膜的目标长度以及雾化液膜的目标厚度中的至少一种。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述对所述第一雾化场图像进行图像提取，包括：
将所述第一雾化场图像中以所述燃料喷雾单元的喷嘴的喷嘴轴线为中线的矩形图像、作为识别雾化锥角的目标图像进行提取。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化锥角的目标值，包括：
选择所述灰度图中灰度值的中值作为识别雾化锥角的阈值；
在所述灰度图中的各不同高度上沿水平方向取灰度值，将各高度的像素点中、灰度值超过所述阈值的像素点确定为边界像素点，记录各高度对应的左边界像素点和右边界像素点，并获得所述左边界像素点对应的位置信息和所述右边界像素点对应的位置信息；
基于所述左边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得所述雾化锥角的左边界的斜率，以及，基于所述右边界像素点对应的位置信息进行线性拟合，获得所述雾化锥角的右边界的斜率；
根据所述左边界的斜率和所述右边界的斜率，获得所述灰度图对应的雾化锥角的值；
对多个所述灰度图对应的雾化锥角的值求取均值，将所求均值确定为所述雾化锥角的目标值。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述基于所述灰度图进行数据处理，获得雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度，包括：
确定灰度值阶跃阈值；
在所述灰度图中从左向右、由下往上取各像素点的灰度值，将各像素点中、其灰度值的阶跃超过所述灰度值阶跃阈值的像素点的横坐标和纵坐标，分别确定为所述灰度图对应的雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值；
基于预设的标的物，将所述雾化液膜的长度的像素值和厚度的像素值转换为所述灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度；
对多个所述灰度图对应的雾化液膜的长度和厚度求取均值，将所求均值确定为所述雾化液膜的目标长度和雾化液膜的目标厚度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述标的物为悬挂于所述燃料喷雾单元的喷嘴旁边的具有预设直径的圆球状物体，所述圆球状物体的球心与所述喷嘴的喷嘴轴线在光路的同一法向平面内。
8.根据权利要求4、7中任一项所述的装置，其特征在于，所述喷嘴为离心式喷嘴。
9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：测试环境保持单元，用于在对所述待测燃料的雾化性能进行测试前，调整所述燃料雾化性能测试装置的内部环境维持在预设测试状态。
10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测，包括：
采用激光多普勒测试方法对所述第二雾化场的所述第二形态燃料进行检测。
CN202210876971.7A 2022-07-25 2022-07-25 一种燃料雾化性能测试装置 Pending CN115201151A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210876971.7A CN115201151A (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种燃料雾化性能测试装置
PCT/CN2022/109072 WO2024021052A1 (zh) 2022-07-25 2022-07-29 一种燃料雾化性能测试装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210876971.7A CN115201151A (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种燃料雾化性能测试装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115201151A true CN115201151A (zh) 2022-10-18

Family

ID=83583718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210876971.7A Pending CN115201151A (zh) 2022-07-25 2022-07-25 一种燃料雾化性能测试装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115201151A (zh)
WO (1) WO2024021052A1 (zh)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070242871A1 (en) * 2006-03-23 2007-10-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of computing spray parameters from optical patternation
CN105957087A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 广州汽车集团股份有限公司 一种喷雾形态检测方法及装置

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7278294B2 (en) * 2005-04-12 2007-10-09 Durham Kenimer Giles System and method for determining atomization characteristics of spray liquids
CN101865786B (zh) * 2010-04-30 2012-01-25 中国科学技术大学 一种用于测量低气压条件下喷雾特性的实验装置
CN202304805U (zh) * 2011-10-21 2012-07-04 中国航空动力机械研究所 喷雾锥角测量装置
CN104634279A (zh) * 2013-11-13 2015-05-20 中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司 基于视觉的航空油雾喷嘴雾化角度自动检测装置及方法
CN109489612B (zh) * 2018-11-19 2020-07-17 北京安达维尔机械维修技术有限公司 飞机燃油喷嘴喷雾角度测试设备及测试方法
CN113074927B (zh) * 2021-04-01 2022-10-04 中国科学院工程热物理研究所 燃油喷嘴雾化特性综合基础试验装置及试验方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070242871A1 (en) * 2006-03-23 2007-10-18 Pratt & Whitney Canada Corp. Method of computing spray parameters from optical patternation
CN105957087A (zh) * 2016-05-09 2016-09-21 广州汽车集团股份有限公司 一种喷雾形态检测方法及装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
王成军;申力鑫;张中飞;陈保东;刘爱虢;: "基于激光测试技术的喷雾场试验研究", 科学技术与工程, no. 32, 18 November 2017 (2017-11-18) *
申力鑫;王成军;张中飞;于雷;刘爱虢;: "基于PIV技术的喷雾场试验研究", 沈阳航空航天大学学报, no. 04, 25 August 2017 (2017-08-25) *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024021052A1 (zh) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kashdan et al. A digital image analysis technique for quantitative characterisation of high-speed sprays
Kawaguchi et al. Size measurements of droplets and bubbles by advanced interferometric laser imaging technique
Lecuona et al. Volumetric characterization of dispersed two-phase flows by digital image analysis
Maeda et al. Improvements of the interferometric technique for simultaneous measurement of droplet size and velocity vector field and its application to a transient spray
Kashdan et al. Two‐Phase Flow Characterization by Automated Digital Image Analysis. Part 2: Application of PDIA for Sizing Sprays
US7365838B2 (en) System and method for the measurement of optical distortions
JP2006170910A (ja) 小滴の状態計測装置及び該装置におけるカメラの校正方法
CN209147825U (zh) 一种激光光斑及回波跟踪监测装置
Pan et al. Simultaneous global size and velocity measurement of droplets and sprays
CN115201151A (zh) 一种燃料雾化性能测试装置
CA3143311C (en) Method and apparatus for monitoring a flow field of a particle jet
Bachalo et al. An instrument for spray droplet size and velocity measurements
Lee et al. Comparison and cross-validation of optical techniques in different swirl spray regimes
Fdida et al. Drop-size measurement techniques applied to gasoline sprays
Pastor et al. Evaporating diesel spray visualization using a double-pass shadowgraphy/schlieren imaging
US20220214265A1 (en) Method, system, and lighting module for fast-moving particle characterization
Anders et al. Simultaneous in situ measurements of size and velocity of burning droplets
Schulz et al. A measuring system for monitoring multi-nozzle spraying tools
Sauter et al. Application of particle image velocimetry for investigation of spray characteristics of an outward opening nozzle for gasoline direct injection
Wigley et al. Experimental analysis of the response of a laser/phase doppler anemometer system to a partially atomized spray
RU2753961C1 (ru) Способ определения окружного профиля относительной концентрации жидкой фазы в распыляемой дисперсной среде с использованием плоскостной лазерно-индуцированной флуоресценции
Murphy et al. Droplet sizing and imaging of agricultural sprays using particle/droplet image analyses
CN109141272A (zh) 基于扫描振镜的高速运动目标形变模拟系统及测量方法
Pan et al. Spray features investigated by gsv: a new planar laser technique
CN114923866B (zh) 基于纹影和mie方法的气液两相流同场测试系统及处理方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination