[发明专利]粒子发生器

说明书

本发明公开了一种粒子发生器，包括：第一腔体；第二腔体，第二腔体与第一腔体之间通过射流通道连通；振动膜，振动膜可操作地振动，并可操作地驱动第二腔体内气体振动；其中，限定第一腔体的腔壁上具有均与第一腔体连通的气流入口和气流出口。通过振动膜振动产生射流，因射流具有较大的动能，因此通过射流通道喷射出的示踪粒子会快速扩散至整个第一腔体内，即示踪粒子完成在第一腔体内的均匀混合。此时若从气流入口通入气体，则在第一腔体内均匀混合好示踪粒子的气体会被从气流出口缓慢吹出，进入流场实验段，从而使得粒子发生器也能够适用于低流速实验中。

技术领域

本发明实施例涉及一种粒子示踪激光测量技术领域，特别涉及一种粒子发生器。

背景技术

粒子图像测速法，是七十年代末发展起来的一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。近几十年来得到了不断完善与发展，PIV技术的特点是超出了单点测速技术的局限性，能在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息，并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。进行PIV实验测量流场速度时，一般需要提前在气流中加入示踪粒子，然后通过发射激光，相机通过捕捉示踪粒子的散射光，确认粒子的运动状态，从而获得流场流动状态。

粒子图像测速法(PIV)是一种非接触式流场光学诊断测量技术，能够实现非接触、瞬时流场的速度测量，相对于热线风速仪等侵入式测量手段，PIV既具备单点测试技术高精度和高分辨率的优点，又能够获得平面流场显示的瞬态图像和整体结构。在二维全场测速领域中，PIV是一种成熟的技术，并迅速发展成为流场测量的标准方法。PIV测量速度场，需要在流场中播撒示踪粒子，通过捕捉示踪粒子的散射光，确定示踪粒子的运动状态，从而获得流场的流动状态。

上述非接触式流场测量方法，对示踪粒子的要求较为严苛，粒径较大的示踪粒子不仅会破坏原有的流场结构，也会使得原有的图像采集结果变差，影响实验结果。空气流场中常用示踪粒子一般小于10μm，但在实际的使用过程中，受环境等因素的影响，一部分示踪粒子会聚集成较大的颗粒，如果这些粒子也被播撒进实验段，将对实验结果产生较大影响。常见的粒子发生器利用高速气流直接吹动容器中示踪粒子带入流场实验段，会使得较大的粒子也被带入流场，影响实验结果。

并且这样的粒子图像测速法需要采用高速气流吹动容器中的示踪粒子，因此不适合做低流速实验，当做低流速实验时，示踪粒子掺混效果很差，很难使示踪粒子与实验气体均匀混合。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种粒子发生器，减少较大颗粒的示踪粒子进入流场中的几率，并且也使得粒子发生器也能够适用于低流速实验中。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种粒子发生器，该粒子发生器包括：

第一腔体，限定所述第一腔体的腔壁上具有均与所述第一腔体连通的气流入口和气流出口；

第二腔体，所述第二腔体与所述第一腔体之间通过射流通道连通；

激励器，所述激励器与所述第二腔体连通，并可操作地驱动所述第二腔体内气体通过所述射流通道进入所述第一腔体内。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于粒子发生器包含第一腔体、通过射流通道与第一腔体连通的第二腔体，以及能够驱动第二腔体内气体通过射流通道进入第一腔体内的激励器。在实际情况中，一般将示踪粒子放入第二腔体内，激励器驱动第二腔体内的气体进入第一腔体内，在此过程中，示踪粒子与第二腔体内气体混合，混合后的气体通过射流通道进入第一腔体内，在第一腔体内产生射流。射流是指流体从管口、孔口、或狭缝(即上述射流通道)射出，并同周围流体掺混的一股流体流动，流体从喷管或孔口中喷出，脱离固体边界的约束，在液体或气体中作扩散流动。因射流具有较大的动能，因此喷射出的示踪粒子会快速扩散至整个第一腔体内，即示踪粒子完成在第一腔体内的均匀混合。此时若从气流入口通入气体，则在第一腔体内均匀混合好示踪粒子的气体会被从气流出口缓慢吹出，进入流场实验段，从而使得粒子发生器也能够适用于低流速实验中。