• 沒有找到結果。

用的感溫液晶(LCR hallcrest公司製造 型號:SPN100/R30C5W),根據原廠 說明書的測試報告表示液晶的紅色起始溫度為30.5℃,綠色起始溫度為 31.2℃,藍色起始溫度為35.2℃。實驗過程中,利用噴槍將感溫液晶均勻 地噴塗在透明壓克力製成的觀測區域上,待感溫液晶乾燥後再以相同的方 式將黑漆(LCR hallcrest公司製造 型號:SPB100)均勻地噴在感溫液晶表 面上,噴塗黑漆之目的為減少實驗過程反光與折射的問題並且統一校正和 測試通道的背景顏色。而在實際的測試中,液晶校正曲線會因為實驗時的 光源位置、強度和角度、相機種類和擷取角度等等與製造商出廠測試時有 所不同,所獲得的液晶顯色特性也會因此而改變,故在正式實驗前,絕對 有做液晶校正的必要性,以確保實驗數據的準確性。

3-1-2 光源

在實驗過程中必須在穩定的光源下進行試驗,因為光源的變動對於實 驗的結果會有所影響,另外感溫液晶若長期曝曬於紫外線下其校正曲線也 會有所偏移,因此在實驗室內所有的窗戶都必須加裝黑色布幕,在實驗開 始前必須關上黑色布幕確保無任何光源或紫外線進入,另外已塗上液晶之 測試通道在非實驗時則以軟布包覆並保存在無光的環境下,實驗光源方面,

選用定電流電源供應器配合 160mm*160mm 陣列型 LED 作為實驗光源,並且 使用一波型產生器調整其輸出頻率和占空比大小,在旋轉的實驗時作為閃 頻儀使用。

3-1-3 影像擷取

影像擷取之設備為SONY DSC-HX9V相機,最高解析度(resolution)為 1440×1080,速度為30fps,光圈值為F3.3(W)-5.9(T)焦距為4.28-68.48mm,

當相機位置調整好進行校正後,就不能在對相機位置在做任何更動,之後 的測試相機的位置也都要一致,因為相機觀測角度也會影響感溫液晶顏色 的讀取結果,如一定要移動相機位置,則必須在移動後重新再對液晶的顏 色變化進行校正。

3-2 環境設備

3-2-1 空氣來源與流量控制系統

空氣來源主要是由一台 5 馬力的往復式空氣壓縮機(FUSHENG 製 型號:

HTA-80)加壓至大型空氣桶提供,實驗的最大吐風量達 800 L/min。流量控 制是選用電子流量計(TOKYO KEISO 製 型號:TF-4000)來量測,其流量範圍 為 0~800 L/min,流體為空氣且溫度為室溫時其出廠精確度為±2%。

3-2-2 空氣加熱系統與溫度擷取系統

空氣加熱系統是由以 220 伏特交流電源供應的熱風加熱器(彰化電熱 製)進行加熱,熱風加熱器分為與管道連結的加熱管及溫度控制器兩部份,

溫度控制器可以設定所需要加熱的目標溫度和加熱電流量,在加熱過程中,

也可以隨時調整溫度設定值或電流的大小。溫度擷取系統方面,在冷卻測 試通道的入口與出口處鑽孔放入熱電偶(T-type)線後封死,在熱電偶另一 端連接熱電偶線集線器(National instruments 製 型號: NI cDAQ-9172),

由 USB 傳輸線連接至電腦使用 Labview express 3.0 擷取並完整的紀錄溫 度對應時間軸資料。

3-2-3 旋轉機構和管線架構 上方的滑動環式電路旋轉連接器(Moog 製 型號:AC6275)連接,藉由之前所 介紹的熱電偶線集線器和電腦做溫度資料的擷取與紀錄。

3-2-4 測試部模型

測試區域材料為透明壓克力(acrylic),加熱空氣在進入觀測區前會先 經過一段長度為 120mm(無因次化距離比 X/ =10)的入口區域,此入口區域 有三種對應的高度分別為(10mm、15mm 和 30mm)【圖 3-2】和兩種對應的突 縮邊界條件分別為無導角和圓型導角【圖 3-3】,而測試區通道【圖 3-4】

壓力後開始送風至熱風加熱系統。

4. 利用針型閥及電子式流量計來調整所需之流量範圍。

5. 開啟熱風加熱系統,並設定預加熱之溫度上限和輸入電流量,要注意在 啟動加熱前,必須確認管路內要有空氣流動才能開啟加熱器以免空燒導 致儀器損壞。

6. 將變頻式馬達控制器開啟並調整頻率至實驗所需之轉速。

7. 調整波型產生器的頻率和轉速達到穩定同步。

8. 將攝影機開啟後對焦,並且開始錄影。

9. 待溫度達到設定點後,旋轉三向閥使熱風進入測試部,測試區溫度也隨 時間同步由電腦記錄紀錄。

10. 將擷取的影像利用影像轉換的程式(matlab)作處理,加上所測得的溫度 值對應影像之時間,將數據統整並進行分析。

11. 改變空氣流量,重複步驟 1 到 10。

12. 更換不同形式的入口幾何形狀,重複步驟 1 到 11。

相關文件