一种近壁面流速测量装置的制造方法
【专利摘要】一种近壁面流速测量装置，由柔性薄膜、多通道恒温控制器以及计算机构成，所述计算机连接多通道恒温控制器，所述多通道恒温控制器连接柔性薄膜，其中：所述柔性薄膜，其上表面印刷有测量元件阵列，下表面印刷有供电线路，所述测量元件连接供电线路，测量元件为电热丝；所述多通道恒温控制器，用于为每一个测量元件提供输出功率可控的电源，通过快速的输出功率调整，使测量元件始终保持某一恒定温度；所述计算机，用于计算和记录测量数据。既可避免接触式测量方式对流场的扰动问题，又可解决如PIV、LDV等非接触式测量方式在近壁面时无法测量的缺点，为近壁面流体流速测量提供一种新的解决方案。
【专利说明】
一种近壁面流速测量装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及流场测试，尤其与近壁面流速测量有关。
【背景技术】
[0002]目前，现有对于流体流速测量的主要有接触式和非接触式两种方法。接触式测量(如探针、热线等)方法必须将探测装置放置与被测流体中，必然会对流体流场造成扰动，从而影响测量结果的准确性;非接触式如PIV、LDV等测量方法，由于利用的是光学非接触测量方式，无需将探测器件放置于被测流场中，只需激光能照射到流程测量区域即可，所以对流场不会造成扰动和影响。非接触式测量是目前流场测量的主流选择的手段。
[0003]诸如PIV、LDV等非接触式测量虽然在流场测量中有很大的优势，但也有其不足和缺陷。在科学研究和工业生产中，需要针对近壁面的气体或者液体流速进行测量时，由于PIV或LDV测量方法需要使用的激光，因为会在非常接近壁面时形成强烈的反光而无法测量;并且，PIV或LDV测量方法要依赖流场中的示踪粒子，由于在非常接近壁面时粒子非常稀少，无法保证测量的准确性。
【实用新型内容】
[0004]为了更方便更精确的测量近壁面流速，本实用新型提供一种近壁面流速测量装置，既可避免接触式测量方式对流场的扰动问题，又可解决如PIV、LDV等非接触式测量方式在近壁面时无法测量的缺点，为近壁面流体流速测量提供一种新的解决方案。
[0005]为了实现本实用新型的目的，拟采用以下技术:
[0006]—种近壁面流速测量装置，其特征在于，所述装置由柔性薄膜、多通道恒温控制器以及计算机构成，所述计算机连接多通道恒温控制器，所述多通道恒温控制器连接柔性薄膜，其中:所述柔性薄膜，其上表面印刷有测量元件阵列，下表面印刷有供电线路，所述测量元件连接供电线路，测量元件为电热丝;所述多通道恒温控制器，用于为每一个测量元件提供输出功率可控的电源，通过快速的输出功率调整，使测量元件始终保持某一恒定温度;所述计算机，用于计算和记录测量数据。
[0007]进一步的，所述柔性薄膜的下表面上还粘接有一粘贴层，用于与被测物体表面粘贝占。所述粘贴层由PET膜和粘合剂涂层组成，所述粘合剂涂层为可移水性压敏不干胶水涂层。粘贴层的厚度为0.06mm?0.2mm。
[0008]进一步的，每一个测量元件是由一对垂直分布的电热丝组成。电热丝的长度为
0.5mm?4mm，直径为Ιμπι?I Ομπι，材料为铀、妈或铀铭合金。
[0009]进一步的，所述多通道恒温控制器连接供电线路。
[0010]进一步的，所述柔性薄膜(I)采用PEI1耐高温膜，厚度为0.2mm?0.5mm。
[0011 ]本实用新型的有益效果是:
[0012]1、本实用新型通过测量电热丝输出的功率大小来反映流体流速的大小，由于是将测量元件及其供电线路分别印刷在一张柔性薄膜的两面，柔性薄膜可很好的贴合于被测物体的表面，形成与之表面一致的形状，而且薄膜厚度很薄，仅为0.2mm?0.5mm，电热丝直径也仅为IMi?ΙΟμπι从而保证不会影响流场的流动特性，极大提高近壁面流场测量精度；
[0013]2、柔性薄膜采用PET耐高温膜，在较宽的温度范围内具有优良的物理机械性能，长期使用耐高温可达120°C，短期(I小时内使用)可在180°C下使用，且具有优良的电绝缘性优以及尺寸稳定性，使得测量装置可应用于一些条件恶劣的测试环境，提高了应用范围和长期使用的测量稳定性；
[0014]3、在柔性薄膜的下表面上设有粘贴层，进一步加强柔性薄膜与被测物体的表面的贴合效果，使其紧密粘合，还避免柔性薄膜受流场或其他影响而离开物体壁面;粘贴层由PET膜和粘合剂涂层组成，其中粘合剂采用可移水性压敏不干胶水，可重复使用，温度适应范围宽至-30?90°C;
[0015]4、由于电阻丝是相互垂直的两个方向，因此可以测试出近壁面流场的两个相互垂直方向的分速度；
[0016]5、本实用新型结构简单，易于实现和普及，既避免了接触式测量方式对流场的扰动问题，又解决了如PIV、LDV等非接触式测量方式在近壁面时无法测量的问题，适合作为近壁面流体流速测量一种新方案进行推广。
【附图说明】
[0017]图1示出了本实用新型的整体结构示意图。
[0018]图2示出了本实用新型的柔性薄膜结构示意图。
[0019]图3示出了本实用新型的测量元件的放大视图。
【具体实施方式】
[0020]如图1?3所示，一种近壁面流速测量装置，由柔性薄膜1、多通道恒温控制器2以及计算机3构成，所述计算机3连接多通道恒温控制器2，所述多通道恒温控制器2连接柔性薄膜1，其中:所述柔性薄膜1，其上表面印刷有测量元件1-1阵列，下表面印刷有供电线路1-2，所述测量元件1-1连接供电线路1-2，所述测量元件1-1为电热丝4;所述多通道恒温控制器2，用于为每一个测量元件1-1提供输出功率可控的电源，通过快速的输出功率调整，使测量元件1-1始终保持某一恒定温度;所述计算机3，用于计算和记录测量数据。具体的，所述多通道恒温控制器2连接供电线路1-2;所述柔性薄膜I采用PET耐高温膜，厚度为0.2mm?
0.5mm;所述电热丝4的长度为0.5mm?4mm，直径为Ιμπι?ΙΟμπι，材料为铀、妈或铀铭合金。
[0021]工作时，将柔性薄膜I贴合到被测物体表面后，由多通道恒温控制器2通过供电线路1-2对每一个测量元件1-1供电，并使测量元件1-1的发热温度保持在某一设定温度下；当气体或者液体从被测试表面附近流过时，会将柔性薄膜I上的电热丝4的发热量带走，使电热丝4温度下降，为了维持电热丝4温度恒定，则多通道恒温控制器2需要迅速增大电热丝4的发热功率。物体表面流体流速越高，则带走的热量就越多，为保持电热丝4温度恒定则需要提供的功率就越大，即实现了通过测量电热丝4输出的功率大小来反映流体流速的大小。由于是将测量元件1-1及其供电线路1-2分别印刷在一张柔性薄膜I的两面，柔性薄膜I可很好的贴合于被测物体的表面，形成与之表面一致的形状，而且柔性薄膜I厚度很薄，从而保证不会影响流场的流动特性，极大提高近壁面流场测量精度。
[0022]作为优选实施方式，所述柔性薄膜I的下表面上还粘接有一厚度为0.06mm?0.2mm的粘贴层1-3，粘贴层1-3由PET膜和粘合剂涂层组成，所述粘合剂涂层为可移水性压敏不干胶水涂层，可重复使用，温度适应范围宽至-30?90°C。粘贴层1-3进一步加强了柔性薄膜I与被测物体的壁面的贴合效果，使其紧密粘合。
[0023]作为优选实施方式，每一个测量兀件1-1是由一对垂直分布的电热丝4组成，可以测试出近壁面流场的两个相互垂直方向的分速度。
[0024]本实用新型既避免了接触式测量方式对流场的扰动问题，又解决了如PIV、LDV等非接触式测量方式在近壁面时无法测量的问题，适合作为近壁面流体流速测量一种新方案进行推广。
【主权项】
1.一种近壁面流速测量装置，其特征在于，所述装置由柔性薄膜(I)、多通道恒温控制器(2)以及计算机(3)构成，所述计算机(3)连接多通道恒温控制器(2)，所述多通道恒温控制器(2)连接柔性薄膜(I)，其中: 所述柔性薄膜(I)，其上表面印刷有测量元件(1-1)阵列，下表面印刷有供电线路(1-2)，测量元件(1-1)连接供电线路(1-2)，所述测量元件(1-1)为电热丝(4); 所述多通道恒温控制器(2)，用于为每一个测量元件(1-1)提供输出功率可控的电源，通过快速的输出功率调整，使测量元件(1-1)始终保持某一恒定温度； 所述计算机(3)，用于计算和记录测量数据。2.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述柔性薄膜(I)的下表面上还粘接有一粘贴层(1-3)，用于与被测物体表面粘贴。3.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，每一个测量元件(1-1)是由一对垂直分布的电热丝(4)组成。4.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述多通道恒温控制器(2)连接供电线路(1-2)。5.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述柔性薄膜(I)采用PET耐高温膜。6.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述柔性薄膜(I)厚度为0.2mm ?0.5mm。7.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述电热丝(4)的长度为0.5mm ?4mm，直径为 Iym ?I Oym ο8.根据权利要求1所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述电热丝(4)为材料为铂、钨或铂铑合金。9.根据权利要求2所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述粘贴层(1-3)由PET膜和粘合剂涂层组成，所述粘合剂涂层为可移水性压敏不干胶水涂层。10.根据权利要求2所述的近壁面流速测量装置，其特征在于，所述粘贴层(1-3)的厚度为0.06mm?0.2mm。
【文档编号】G01P5/10GK205691609SQ201620617567
【公开日】2016年11月16日
【申请日】2016年6月22日 公开号201620617567.8, CN 201620617567, CN 205691609 U, CN 205691609U, CN-U-205691609, CN201620617567, CN201620617567.8, CN205691609 U, CN205691609U
【发明人】吉雷, 张惟斌, 谭善文, 邓万权, 江启峰, 余波, 刘忠, 匡晓艳
【申请人】西华大学