[发明专利]一种流量可控式的示踪分子添加装置及其添加方法

权利要求书

1.一种流量可控的示踪分子添加方法，其特征在于，基于流量可控式的示踪分子添加装置进行，所述流量可控式的示踪分子添加装置，包括加热室(02)、除液室(03)和混合室(04)；

所述加热室(02)上设有加液口(6)，加热室(02)内设有第一温度传感器(5)，加热室(02)通过输液管(2)与混合室(04)相连通，输液管(2)上设有自动液位控制开关(3)；

混合室(04)上设有进气管(1)，进气管(1)上设有自动进气控制开关(20)；

混合室(04)下部设有气体分布器(17)，气体分布器(17)上设有若干个金属波纹板(19)；

气体分布器(17)上还设有挡板(13)，挡板(13)与混合室(04)内壁相贴合，挡板(13)与混合室(04)内壁内设有第二压力传感器(15)，混合室(04)上部设有第一压力传感器(12)；

混合室(04)内壁上设有加热电阻丝(14)，混合室(04)顶部通过连通管(11)与除液室(03)相连通；

除液室(03)内设有金属丝网过滤器(10)，除液室(03)的顶部设有排气管(9)，排气管(9)的末端设有高压吹气喷嘴(8)；

利用自动进气控制开关(20)进行负反馈调节，从而控制高压吹气喷嘴(8)出口流量；

通过负反馈调节实现温度的控制，从而控制高压吹气喷嘴(8)出口气流中示踪分子的摩尔分数；

利用自动液位控制开关(3)通过负反馈调节控制液面高度在预设范围之间。

2.根据权利要求1所述的流量可控的示踪分子添加方法，其特征在于，利用自动进气控制开关(20)进行负反馈调节，从而控制高压吹气喷嘴(8)出口流量的过程为：

基于流体动力学建立高压吹气喷嘴(8)出口流量与混合室(04)内部气体压力之间的数学关系；

获取第一压力传感器(12)的测量的混合室(04)气体压力，可得到对应的高压吹气喷嘴(8)出口流量；

利用自动进气控制开关(20)进行负反馈调节，控制混合室(04)气体压力，从而实现高压吹气喷嘴(8)出口流量的控制。

3.根据权利要求1所述的流量可控的示踪分子添加方法，其特征在于，通过负反馈调节实现温度的控制，从而控制出口气流中示踪分子的摩尔分数的过程为：

根据混合室(04)内部气体压力和示踪分子的摩尔分数，计算出示踪分子的分压力p_v；

将示踪分子液体加热到所述分压力下的饱和温度，使混合室(04)内的示踪分子气体气压达到所述分压力；

获取第一压力传感器(12)的测量的混合室(04)气体压力，将所述分压力与所述混合室(04)气体压力相比，得到示踪分子的占混合气体的摩尔分数；

通过负反馈调节实现温度的控制，从而控制出口气流中示踪分子的摩尔分数。

4.根据权利要求1所述的流量可控的示踪分子添加方法，其特征在于，利用自动液位控制开关(3)通过负反馈调节控制液面高度在预设范围之间的过程为：

获取第一压力传感器(12)和第二压力传感器(15)测量的数据，第一压力传感器(12)测量的为混合室(04)内部的气体压力，第二压力传感器(15)测量的为液体压力；

基于第一压力传感器(12)和第二压力传感器(15)的压力差计算得到混合室(04)内液面高度；

利用自动液位控制开关(3)通过负反馈调节控制液面高度在预设范围之间。

5.根据权利要求1所述的流量可控的示踪分子添加方法，其特征在于，包括以下操作：

将示踪分子液体通过加液口(6)加入加热室(02)中，加热板(4)将示踪分子液体加热到其饱和温度，示踪分子液体经自动液位控制开关(3)和输液管(2)流入到混合室(04)中；

混合室(04)内的加热电阻丝(14)内部的示踪分子液体进行再加热；

将旁路气体分别经进气管(1)、自动进气控制开关(20)进入到混合室(04)中，进入的气体通过气体分布器(17)形成气体的初始分布，随后气体向上流动流过金属波纹板(19)；

受热的示踪分子液体部分进行蒸发，蒸发的示踪分子气体与流动的气体进行接触和混合；

混合室(04)中的混合气体通过连通管(11)进入除液室(03)，进入时，气流的横截面突然增大，气流中的液体在自身重力作用下从气流中脱落，掉落在除液室(03)中，再通过连通管(11)流回到混合室(04)中；

在除液室(03)中的混合气体流过金属丝网过滤器(10)，去除细小液滴，金属丝网过滤器(10)上的加热电阻丝对混合气体进行再加热；

再加热后的混合气体通过排气管(9)流出除液室(03)，进入到高压吹气喷嘴(8)中，由高压吹气喷嘴(8)将含有示踪分子气体的混合气体喷射到主流场中。