高压放大器在燃烧室中的散射声场及两相流参数研究中的应用

实验名称：散射声场分布规律及燃烧室内气液两相流测量技术

研究方向：散射声场

实验内容：通过高压放大器驱动超声波换能器，在燃烧室入射超声波，并测量燃烧室中的散射体所引起的散射声场的变化，通过深入分析相关散射声场，进一步实现燃烧室内气液两相流参数的测量。。

测试设备：ATA-2082高压放大器、超声波换能器、超声波发生器、数据采集卡等。

图1：实验装置

实验过程：

通过高压放大器放大超声波信号，随后输入超声波换能器，从而在燃烧室内产生超声波，通过超声波传声器实现超声波信号的采集。实验主要分为两个方面，第一部分为燃烧室内散射声场的测量，由于燃烧室内是高温高压的环境，因此需要开测量孔，首先研究了测压孔对超声波信号的影响作用，进一步也研究了在燃烧室的恶劣环境中实现散射信号的提取及散射声场的分布规律的测量。第二部分为对燃烧室内两相流参数的测量，所选取的主要测量对象为去离子水射流，通过高速相机和超声波接收器分别对去离子水射流所引起的图像和散射声场信息的变化进行采集，通过后续数据处理，实现射流气液界面的测量。

测试结果：

实验分为两部分，首先是测压孔对超声波信号的影响作用，主要研究了孔深和孔径的影响作用，结果如附图3所示。对于测量的脉冲散射波进行声能提取，进而研究散射声场的分布，散射声场的测量测量结果如附图4所示。其次是气液两相流参数的测量。通过实验方法实现燃烧室中气液两相流界面的超声波测量，最终测量的时间分辨率可以达到1kHz，空间分辨率可达百微米级。以图像的测量结果为参考，超声波测量的最大误差可保证在200um以内，最大相对测量误差不超过10%，平均相对误差为3.5%。上述工作通过超声波测量方法首次实现了燃烧室中气液两相流界面测高频高精度测量，发展了一种新的气体环境中的流动显示技术。

功率放大器推荐：ATA-2082高压放大器

图：ATA-2082高压放大器指标参数

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