一、設(shè)備概述

二、設(shè)備組成與原理

1. 組成部分

• 氣源連接部件：用于連接外部氣源，確保穩(wěn)定的氣流供應(yīng)到設(shè)備中進(jìn)行可視化分析。

• 可視化腔體：這是核心部件，氣流在其中流動并通過特定技術(shù)實現(xiàn)可視化。腔體通常采用透明材質(zhì)，方便觀察。

• 照明系統(tǒng)：提供均勻、明亮的光線，照亮氣流中的示蹤粒子，使氣流運動更清晰可見。

• 成像設(shè)備：如高清攝像頭，負(fù)責(zé)捕捉可視化腔體中氣流的動態(tài)圖像或視頻，便于后續(xù)分析。

• 數(shù)據(jù)處理與顯示單元：對成像設(shè)備獲取的圖像進(jìn)行處理，增強(qiáng)圖像質(zhì)量，并在顯示屏上呈現(xiàn)出清晰、直觀的氣流可視化結(jié)果。同時，可對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲和進(jìn)一步分析。

2. 工作原理
   KCV - M01 利用示蹤粒子跟隨氣流運動的特性。向氣流中注入微小的示蹤粒子，這些粒子質(zhì)量輕、慣性小，能夠很好地跟隨氣流流動。通過照明系統(tǒng)照亮示蹤粒子，成像設(shè)備捕捉粒子的運動軌跡，數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)粒子的位置變化計算氣流的速度、方向等參數(shù)，并以可視化的形式展示在顯示屏上。例如，在一些研究中，會使用小尺寸的氧化鋁粒子作為示蹤材料，因其對光線反射良好且能準(zhǔn)確跟隨氣流3。

三、操作前準(zhǔn)備

1. 環(huán)境要求

• 溫度：設(shè)備應(yīng)在 15℃ - 35℃的環(huán)境溫度下運行，避免過高或過低的溫度影響設(shè)備性能和成像質(zhì)量。溫度過高可能導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部元件過熱損壞，溫度過低則可能使某些部件性能下降，如成像設(shè)備的靈敏度降低。

• 濕度：相對濕度應(yīng)保持在 30% - 70% 之間。濕度過高可能引發(fā)設(shè)備內(nèi)部電路短路，濕度過低則可能產(chǎn)生靜電，影響設(shè)備正常運行。

• 空間：設(shè)備周圍應(yīng)預(yù)留足夠的空間，便于操作和維護(hù)。至少保證設(shè)備各側(cè)面有 0.5 米以上的空間，背面預(yù)留 1 米以上空間，以確保良好的通風(fēng)散熱條件。

2. 設(shè)備檢查

• 外觀檢查：檢查設(shè)備外殼是否有損壞、變形，各部件連接是否牢固。查看可視化腔體是否有劃痕、裂紋，確保其透明度良好，不影響觀察。

• 線路連接：檢查氣源連接管、電源線、信號線等是否正確連接，有無松動、破損現(xiàn)象。確保各線路連接緊密，無漏電風(fēng)險。

• 部件功能檢查：開啟照明系統(tǒng)，檢查燈光是否均勻、明亮，有無閃爍或熄滅的燈泡。測試成像設(shè)備，查看是否能正常拍攝圖像，圖像是否清晰、無畸變。檢查數(shù)據(jù)處理與顯示單元，確認(rèn)各項功能按鈕是否正常響應(yīng)，顯示屏顯示是否正常。

3. 氣源準(zhǔn)備

• 氣源選擇：根據(jù)實驗或生產(chǎn)需求，選擇合適的氣源，如壓縮空氣、氮氣等。確保氣源的壓力和流量滿足設(shè)備要求，一般氣源壓力應(yīng)在 0.3MPa - 0.8MPa 之間。

• 氣源處理：使用過濾器對氣源進(jìn)行過濾，去除其中的雜質(zhì)、水分和油污，防止這些污染物進(jìn)入設(shè)備，影響氣流可視化效果和設(shè)備使用壽命。

四、操作步驟

1. 設(shè)備啟動

• 接通設(shè)備電源，打開設(shè)備總開關(guān)。等待設(shè)備自檢完成，數(shù)據(jù)處理與顯示單元顯示初始界面。

• 啟動照明系統(tǒng)，根據(jù)實際需求調(diào)整燈光亮度和角度，使可視化腔體內(nèi)部得到均勻照明。

2. 氣源連接與參數(shù)設(shè)置

• 將經(jīng)過處理的氣源通過氣源連接部件接入設(shè)備，確保連接緊密，無漏氣現(xiàn)象。

• 在數(shù)據(jù)處理與顯示單元上設(shè)置氣流相關(guān)參數(shù)，如預(yù)計氣流速度范圍、流量等。這些參數(shù)將用于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析。

3. 氣流可視化操作

• 緩慢打開氣源閥門，使氣流逐漸進(jìn)入可視化腔體。觀察成像設(shè)備捕捉到的圖像，注意氣流的初始狀態(tài)和流動情況。

• 通過數(shù)據(jù)處理與顯示單元的操作界面，選擇合適的可視化模式，如速度矢量圖、流線圖等。不同的可視化模式可以從不同角度展示氣流的特征，幫助用戶更好地分析氣流。

• 調(diào)整成像設(shè)備的焦距、光圈等參數(shù)，確保捕捉到的圖像清晰、準(zhǔn)確地反映氣流運動。同時，可根據(jù)需要調(diào)整可視化腔體的觀察角度，獲取不同視角的氣流信息。

4. 數(shù)據(jù)記錄與分析

• 在氣流穩(wěn)定流動后，使用數(shù)據(jù)處理與顯示單元的記錄功能，對圖像或視頻進(jìn)行錄制，同時記錄相關(guān)的氣流參數(shù)數(shù)據(jù)。

• 利用設(shè)備自帶的數(shù)據(jù)分析軟件，對記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，如計算氣流的平均速度、湍流強(qiáng)度等。也可將數(shù)據(jù)導(dǎo)出到外部計算機(jī)，使用專業(yè)的數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行更深入的分析。

五、注意事項

1. 安全操作

• 在操作設(shè)備過程中，務(wù)必遵守相關(guān)安全規(guī)定。避免接觸高速流動的氣流，防止受傷。

• 設(shè)備運行時，不要隨意拆卸外殼或觸摸內(nèi)部電路，防止觸電。

• 如遇設(shè)備故障或異常情況，應(yīng)立即停止操作，切斷電源，并聯(lián)系專業(yè)維修人員進(jìn)行處理。

2. 設(shè)備維護(hù)

• 定期清潔設(shè)備，包括可視化腔體、照明系統(tǒng)和成像設(shè)備等。使用干凈的軟布輕輕擦拭，避免刮傷部件表面。

• 定期檢查設(shè)備的各項性能指標(biāo)，如照明亮度、成像質(zhì)量等。如有性能下降，及時進(jìn)行調(diào)整或更換部件。

• 長時間不使用設(shè)備時，應(yīng)切斷電源，將設(shè)備存放在干燥、通風(fēng)良好的環(huán)境中，避免受潮和灰塵堆積。

3. 數(shù)據(jù)管理

• 妥善保存記錄的數(shù)據(jù)，建立合理的數(shù)據(jù)存儲和備份機(jī)制。定期對數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和歸檔，便于后續(xù)查詢和使用。

• 在數(shù)據(jù)共享或傳輸過程中，注意保護(hù)數(shù)據(jù)的安全性和完整性，防止數(shù)據(jù)泄露或損壞。

六、常見問題及解決方法

1. 圖像不清晰

• 原因：成像設(shè)備焦距未調(diào)好、照明不均勻、可視化腔體有污漬。

• 解決方法：重新調(diào)整成像設(shè)備焦距和光圈；檢查照明系統(tǒng)，調(diào)整燈光角度和亮度；清潔可視化腔體，確保其透明度。

2. 氣流不穩(wěn)定

• 原因：氣源壓力波動、氣源管道堵塞、設(shè)備內(nèi)部氣流通道有異物。

• 解決方法：檢查氣源壓力調(diào)節(jié)器，穩(wěn)定氣源壓力；清理氣源管道；關(guān)閉設(shè)備，檢查并清理設(shè)備內(nèi)部氣流通道。

3. 數(shù)據(jù)處理異常

• 原因：數(shù)據(jù)分析軟件故障、數(shù)據(jù)記錄不完整。

• 解決方法：重啟數(shù)據(jù)分析軟件，如問題仍存在，重新安裝軟件；檢查數(shù)據(jù)記錄過程，確保數(shù)據(jù)完整記錄，必要時重新進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。