Kotohira 琴平工业气流可视化设备 KCV - M01 操作指南

一、设备概述

二、设备组成与原理

1. 组成部分

• 气源连接部件：用于连接外部气源，确保稳定的气流供应到设备中进行可视化分析。

• 可视化腔体：这是核心部件，气流在其中流动并通过特定技术实现可视化。腔体通常采用透明材质，方便观察。

• 照明系统：提供均匀、明亮的光线，照亮气流中的示踪粒子，使气流运动更清晰可见。

• 成像设备：如高清摄像头，负责捕捉可视化腔体中气流的动态图像或视频，便于后续分析。

• 数据处理与显示单元：对成像设备获取的图像进行处理，增强图像质量，并在显示屏上呈现出清晰、直观的气流可视化结果。同时，可对数据进行存储和进一步分析。

2. 工作原理
   KCV - M01 利用示踪粒子跟随气流运动的特性。向气流中注入微小的示踪粒子，这些粒子质量轻、惯性小，能够很好地跟随气流流动。通过照明系统照亮示踪粒子，成像设备捕捉粒子的运动轨迹，数据处理单元根据粒子的位置变化计算气流的速度、方向等参数，并以可视化的形式展示在显示屏上。例如，在一些研究中，会使用小尺寸的氧化铝粒子作为示踪材料，因其对光线反射良好且能准确跟随气流3。

三、操作前准备

1. 环境要求

• 温度：设备应在 15℃ - 35℃的环境温度下运行，避免过高或过低的温度影响设备性能和成像质量。温度过高可能导致设备内部元件过热损坏，温度过低则可能使某些部件性能下降，如成像设备的灵敏度降低。

• 湿度：相对湿度应保持在 30% - 70% 之间。湿度过高可能引发设备内部电路短路，湿度过低则可能产生静电，影响设备正常运行。

• 空间：设备周围应预留足够的空间，便于操作和维护。至少保证设备各侧面有 0.5 米以上的空间，背面预留 1 米以上空间，以确保良好的通风散热条件。

2. 设备检查

• 外观检查：检查设备外壳是否有损坏、变形，各部件连接是否牢固。查看可视化腔体是否有划痕、裂纹，确保其透明度良好，不影响观察。

• 线路连接：检查气源连接管、电源线、信号线等是否正确连接，有无松动、破损现象。确保各线路连接紧密，无漏电风险。

• 部件功能检查：开启照明系统，检查灯光是否均匀、明亮，有无闪烁或熄灭的灯泡。测试成像设备，查看是否能正常拍摄图像，图像是否清晰、无畸变。检查数据处理与显示单元，确认各项功能按钮是否正常响应，显示屏显示是否正常。

3. 气源准备

• 气源选择：根据实验或生产需求，选择合适的气源，如压缩空气、氮气等。确保气源的压力和流量满足设备要求，一般气源压力应在 0.3MPa - 0.8MPa 之间。

• 气源处理：使用过滤器对气源进行过滤，去除其中的杂质、水分和油污，防止这些污染物进入设备，影响气流可视化效果和设备使用寿命。

四、操作步骤

1. 设备启动

• 接通设备电源，打开设备总开关。等待设备自检完成，数据处理与显示单元显示初始界面。

• 启动照明系统，根据实际需求调整灯光亮度和角度，使可视化腔体内部得到均匀照明。

2. 气源连接与参数设置

• 将经过处理的气源通过气源连接部件接入设备，确保连接紧密，无漏气现象。

• 在数据处理与显示单元上设置气流相关参数，如预计气流速度范围、流量等。这些参数将用于后续的数据处理和分析。

3. 气流可视化操作

• 缓慢打开气源阀门，使气流逐渐进入可视化腔体。观察成像设备捕捉到的图像，注意气流的初始状态和流动情况。

• 通过数据处理与显示单元的操作界面，选择合适的可视化模式，如速度矢量图、流线图等。不同的可视化模式可以从不同角度展示气流的特征，帮助用户更好地分析气流。

• 调整成像设备的焦距、光圈等参数，确保捕捉到的图像清晰、准确地反映气流运动。同时，可根据需要调整可视化腔体的观察角度，获取不同视角的气流信息。

4. 数据记录与分析

• 在气流稳定流动后，使用数据处理与显示单元的记录功能，对图像或视频进行录制，同时记录相关的气流参数数据。

• 利用设备自带的数据分析软件，对记录的数据进行分析，如计算气流的平均速度、湍流强度等。也可将数据导出到外部计算机，使用专业的数据分析软件进行更深入的分析。

五、注意事项

1. 安全操作

• 在操作设备过程中，务必遵守相关安全规定。避免接触高速流动的气流，防止受伤。

• 设备运行时，不要随意拆卸外壳或触摸内部电路，防止触电。

• 如遇设备故障或异常情况，应立即停止操作，切断电源，并联系专业维修人员进行处理。

2. 设备维护

• 定期清洁设备，包括可视化腔体、照明系统和成像设备等。使用干净的软布轻轻擦拭，避免刮伤部件表面。

• 定期检查设备的各项性能指标，如照明亮度、成像质量等。如有性能下降，及时进行调整或更换部件。

• 长时间不使用设备时，应切断电源，将设备存放在干燥、通风良好的环境中，避免受潮和灰尘堆积。

3. 数据管理

• 妥善保存记录的数据，建立合理的数据存储和备份机制。定期对数据进行整理和归档，便于后续查询和使用。

• 在数据共享或传输过程中，注意保护数据的安全性和完整性，防止数据泄露或损坏。

六、常见问题及解决方法

1. 图像不清晰

• 原因：成像设备焦距未调好、照明不均匀、可视化腔体有污渍。

• 解决方法：重新调整成像设备焦距和光圈；检查照明系统，调整灯光角度和亮度；清洁可视化腔体，确保其透明度。

2. 气流不稳定

• 原因：气源压力波动、气源管道堵塞、设备内部气流通道有异物。

• 解决方法：检查气源压力调节器，稳定气源压力；清理气源管道；关闭设备，检查并清理设备内部气流通道。

3. 数据处理异常

• 原因：数据分析软件故障、数据记录不完整。

• 解决方法：重启数据分析软件，如问题仍存在，重新安装软件；检查数据记录过程，确保数据完整记录，必要时重新进行数据采集。