一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其中，待測的定容燃燒彈內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電極正極、點(diǎn)火電極負(fù)極、左測量電極和右測量電極；其中，點(diǎn)火電極正極和點(diǎn)火電極負(fù)極分別設(shè)置在定容燃燒彈的上下壁面，左測量電極和右測量電極分別設(shè)置在定容燃燒彈的左右壁面；點(diǎn)火電極負(fù)極、左測量電極和右測量電極的外端接地并與測量電路的一端連接，點(diǎn)火電極正極的外端與保護(hù)電路的負(fù)極相連，保護(hù)電路的正極與直流電源的正極相連，直流電源的負(fù)極與測量電路的另一端連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、體積小、測定迅速、響應(yīng)快、準(zhǔn)確率高，可實現(xiàn)高溫高壓下連續(xù)檢測，可推廣用于發(fā)動機(jī)、鍋爐等燃燒室內(nèi)的碳?xì)漕惢鹧鎮(zhèn)鞑ニ俣葴y量。
【專利說明】一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型屬于定容燃燒彈工作過程燃燒參數(shù)測量領(lǐng)域，具體涉及一種火焰?zhèn)鞑?速度在線測量儀。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來汽車保有量的急劇增長使我國面臨嚴(yán)峻的能源短缺問題，此外排放法規(guī)也 日益嚴(yán)格，尋找清潔高效的發(fā)動機(jī)替代燃料并對它們的燃燒特性進(jìn)行研究成為我國汽車工 業(yè)研究者非常關(guān)注的課題。層流火焰?zhèn)鞑ニ俣仁窃u價燃料燃燒特性的重要指標(biāo)之一，它可 以在理論上預(yù)測氣缸內(nèi)燃燒過程的好壞及燃燒排放物的生成，具有重要的理論和工程應(yīng)用 價值。目前測量火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊姆椒ǘ际抢酶咚贁z影技術(shù)，基于球形火焰擴(kuò)散理論，通過 記錄定容燃燒彈中球形膨脹火焰的半徑變化而得到。這種"光學(xué)法"對實驗設(shè)備要求高，計 算工作量也相當(dāng)大，并且很難直接應(yīng)用到燃燒的在線檢測；當(dāng)替代燃料種類繁多時這種方 法工作量巨大。 實用新型內(nèi)容
[0003] 本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量 儀。
[0004] 為達(dá)到上述目的，本實用新型采用如下的技術(shù)方案予以實現(xiàn)：
[0005] -種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，待測的定容燃燒彈內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電極正極、點(diǎn)火電 極負(fù)極、左測量電極和右測量電極；其中，點(diǎn)火電極正極和點(diǎn)火電極負(fù)極分別設(shè)置在定容燃 燒彈的上下壁面，左測量電極和右測量電極分別設(shè)置在定容燃燒彈的左右壁面；點(diǎn)火電極 負(fù)極、左測量電極和右測量電極的外端接地并與測量電路的一端連接，點(diǎn)火電極正極的外 端與保護(hù)電路的負(fù)極相連，保護(hù)電路的正極與直流電源的正極相連，直流電源的負(fù)極與測 量電路的另一端連接。
[0006] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：點(diǎn)火電極正極與點(diǎn)火電極負(fù)極之間的間隙在 0. 7mm~ 1. 5mm 之間。
[0007] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：點(diǎn)火電極正極與點(diǎn)火電極負(fù)極均為電火花點(diǎn)火電 極。
[0008] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：左測量電極和右測量電極均為柱狀電極。
[0009] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：左測量電極和右測量電極分別水平安裝在定容燃 燒彈的左右壁面，外端分別接地，內(nèi)端距離定容燃燒彈的中心距離分別記為U、L 2，其中，U 大于 5mm, L2 小于 45mm,且 15臟〈1^-1^〈25111111〇
[0010] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：保護(hù)電路為高壓硅堆，其中，點(diǎn)火電極正極與高壓 硅堆的負(fù)極相連接，高壓硅堆的正極與直流電源的正極相連接，直流電源的負(fù)極與測量電 路相連接。
[0011] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：直流電源為電池或蓄電池，其額定工作電壓為 100 ?500V。
[0012] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：測量電路由并聯(lián)的電阻和電容組成，其中，電阻和 電容并聯(lián)后的一端與點(diǎn)火電極負(fù)極、左測量電極和右測量電極的外端相連，電阻和電容并 聯(lián)后的另一端與直流電源的負(fù)極相連。
[0013] 本實用新型進(jìn)一步的改進(jìn)在于：還包括控制電極點(diǎn)火的裝置，其包括點(diǎn)火控制器、 初級線圈和次級線圈；其中，點(diǎn)火控制器與初級線圈相連，點(diǎn)火線圈次級的正極與點(diǎn)火電 極正極的外端和保護(hù)電路的負(fù)極相連接，點(diǎn)火線圈次級的負(fù)極與點(diǎn)火電極負(fù)極的外端相連 接。
[0014] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型用于定容燃燒彈中，利用安裝在定容燃燒彈中的一 對測量電極，運(yùn)用離子電流法，通過離子電流信號特征值檢測火焰接觸測量電極的時刻，最 后應(yīng)用簡單的公式計算出火焰?zhèn)鞑ニ俣?。通過上述方式實現(xiàn)火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊臒o附加設(shè)備測 量，發(fā)展一種使用可靠、成本低廉、測定迅速、響應(yīng)時間快和連續(xù)檢測的在線測量傳感器，為 研究燃料燃燒特性提供一種新型的測量系統(tǒng)。
[0015] 當(dāng)待測的定容燃燒彈工作時，在點(diǎn)火電極上加一適當(dāng)?shù)闹绷麟妷海闺姌O兩端產(chǎn) 生一定的電勢差，當(dāng)燃?xì)馊紵龝r，燃?xì)馀c氧氣發(fā)生作用，生成CH0+、c 3h3+、c2h2+、ch3+、ch 3o+、 CH3H3+、N0+、eT等大量離子和電子，這些燃?xì)怆x子和電子通過容彈內(nèi)電極在測量回路中產(chǎn)生 離子電流。容彈點(diǎn)火成功后，火焰穩(wěn)定傳播，火焰前鋒面接觸到左右測量電極的時刻（分別 記為ti、t 2)，離子電流都會出現(xiàn)的一個明顯的上升信號。因為火焰?zhèn)鞑ニ俣然静蛔?，所?可以根據(jù)離子電流特征值測量出火焰在這段時間的平均傳播速度h

【權(quán)利要求】
1. 一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：待測的定容燃燒彈（1)內(nèi)設(shè)有點(diǎn)火電 極正極⑵、點(diǎn)火電極負(fù)極⑶、左測量電極⑷和右測量電極（5);其中，點(diǎn)火電極正極（2) 和點(diǎn)火電極負(fù)極（3)分別設(shè)置在定容燃燒彈（1)的上下壁面，左測量電極（4)和右測量電 極（5)分別設(shè)置在定容燃燒彈（1)的左右壁面；點(diǎn)火電極負(fù)極（3)、左測量電極（4)和右測 量電極（5)的外端接地并與測量電路（8)的一端連接，點(diǎn)火電極正極（2)的外端與保護(hù)電 路（6)的負(fù)極相連，保護(hù)電路（6)的正極與直流電源（7)的正極相連，直流電源（7)的負(fù)極 與測量電路（8)的另一端連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：點(diǎn)火電極正極 (2)與點(diǎn)火電極負(fù)極（3)之間的間隙在0.7mm-l. 5mm之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：點(diǎn)火電極 正極⑵與點(diǎn)火電極負(fù)極⑶均為電火花點(diǎn)火電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：左測量電極（4) 和右測量電極（5)均為柱狀電極。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：左測量 電極（4)和右測量電極（5)分別水平安裝在定容燃燒彈（1)的左右壁面，外端分別接地， 內(nèi)端距離定容燃燒彈（1)的中心距離分別記為Q、L2，其中，U大于5mm，L2小于45mm，且 15臟〈1^-1^〈 2 5mm 〇
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：保護(hù)電路（6) 為高壓硅堆（D)，其中，點(diǎn)火電極正極（2)與高壓硅堆（D)的負(fù)極相連接，高壓硅堆（D)的正 極與直流電源（7)的正極相連接，直流電源（7)的負(fù)極與測量電路（8)相連接。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：直流電源（7) 為電池或蓄電池，其額定工作電壓為100?500V。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：測量電路（8) 由并聯(lián)的電阻（R1)和電容（C)組成，其中，電阻（R1)和電容（C)并聯(lián)后的一端與點(diǎn)火電極 負(fù)極（3)、左測量電極⑷和右測量電極（5)的外端相連，電阻（R1)和電容（C)并聯(lián)后的另 一端與直流電源（7)的負(fù)極相連。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種火焰?zhèn)鞑ニ俣仍诰€測量儀，其特征在于：還包括控制電 極點(diǎn)火的裝置，其包括點(diǎn)火控制器（9)、初級線圈（R2)和次級線圈（R3);其中，點(diǎn)火控制器 (9)與初級線圈（R2)相連，點(diǎn)火線圈次級（R3)的正極與點(diǎn)火電極正極⑵的外端和保護(hù)電 路（6)的負(fù)極相連接，點(diǎn)火線圈次級（R3)的負(fù)極與點(diǎn)火電極負(fù)極（3)的外端相連接。
【文檔編號】G01N27/62GK204188564SQ201420639933
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】高忠權(quán), 李春艷, 劉兵, 吳筱敏, 黃佐華 申請人:西安交通大學(xué)