[发明专利]一种用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统

说明书

本发明提供了一种用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统，其特征在于，所述系统包括：示踪剂添加模块，所述示踪剂添加模块用于将示踪剂混合到被示踪剂中以形成混合气体；标定腔模块，所述标定腔模块用于容纳所述混合气体以形成测试区域；激光光路模块，所述激光光路模块用于产生供测试使用的激光并对所述激光进行引导及截止；图像采集模块，所述图像采集模块用于捕捉所述示踪剂经所述激光激发产生的光；以及同步控制模块，所述同步控制模块用于同步所述激光光路模块与所述图像采集模块。

技术领域

本发明涉及内燃机技术领域，具体而言涉及用于内燃机缸内可视化测试过程的示踪剂添加和标定系统。

背景技术

在可以预见的未来，内燃机仍将是汽车的主要动力来源。内燃机的节能减排在相当长的时期内都将是节能减排的主要部分。内燃机发展面临着环境污染和石化能源短缺两大挑战。在降低有害排放物的同时提高内燃机的效率，已成为未来车用内燃机急需解决的重要课题。

目前研究人员在经过改造的可视化内燃机上采用了激光测试的手段以研究内燃机内部情况。通过深入内燃机内部，研究喷雾、混合气形成、燃烧过程及污染物生成历程，可以为内燃机设计的优化和创新提供最直接的实验依据和验证手段。目前国内外应用在内燃机缸内的光学诊断技术主要有高速摄影/纹影法、粒子成像测速法、激光多普勒测速法、激光米氏散射、瑞利散射、拉曼散射、激光诱导炽光法、激光诱导荧光法等。

当采用某些激光测试方法（诸如采用如激光诱导荧光法、激光诱导炽光法、激光米氏散射等）进行特定的研究时（诸如缸内混合气分布、缸内废气的分布等），有时需要加入示踪剂（诸如丙酮、3-戊酮、苯、2.3-丁二酮、二甲基丙胺、N,N二甲基丙胺、烟雾等），以便能识别所要示踪的物体（简称被示踪剂）的具体位置。并且因为需要确定最佳的示踪剂浓度、激光的延迟时间等参数，需要进行大量的标定工作。

发明内容

根据本发明的一个方面的实施例，提供了一种用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统，所述系统包括：示踪剂添加模块，所述示踪剂添加模块用于将示踪剂混合到被示踪剂中以形成混合气体；标定腔模块，所述标定腔模块用于容纳所述混合气体以形成测试区域；激光光路模块，所述激光光路模块用于产生供测试使用的激光并对所述激光进行引导及截止；图像采集模块，所述图像采集模块用于捕捉所述示踪剂经所述激光激发产生的光；以及同步控制模块，所述同步控制模块用于同步所述激光光路模块与所述图像采集模块。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述示踪剂添加模块采用示踪剂浴的方式进行混合。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述示踪剂添加模块采用多层隔板的方式进行混合。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述示踪剂添加模块通过调节所述示踪剂浴的阀门开度以及调节所述示踪剂的温度来调节所述示踪剂的浓度。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述示踪剂添加模块通过调节所述示踪剂和所述被示踪剂的流量以及调节所述混合气体的温度来调节所述示踪剂的浓度。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述标定腔模块包括两个供激光进出的石英窗口和一个底部荧光窗口并其上配置有标定气体入口、出口和传感器。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述激光光路模块包括激光器、片光及光路组件和光束截止器。

根据本发明的一个方面的实施例，用于内燃机可视化测试的示踪剂添加和标定系统还包括，所述图像采集模块使用增强型CCD（ICCD）来捕捉所述示踪剂经所述激光激发产生的光。