本發(fā)明涉及一種利用超聲波測量葉柵通道氣流速度場方法，采用超聲波聲時法原理，利用超聲波層析成像技術(shù)來實現(xiàn)。通過在葉柵通道內(nèi)布置超聲波傳感器陣列，結(jié)合超聲波信號同步掃描和接收裝置，構(gòu)建時差法超聲波層析成像系統(tǒng)。當(dāng)葉柵通道有氣流流過時，超聲波層析成像系統(tǒng)自動獲取順流、逆流狀態(tài)下的超聲波傳播時間信號，并利用傳播時間信號構(gòu)建信號矩陣，最后利用重建算法反演得到葉柵內(nèi)部葉片間的氣流速度場。測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，方法可實現(xiàn)無損測量、在線測量，相比于其他探針式測量方式，測量過程中無需在流場插入探針，測量方法非接觸，且不會對流場本身產(chǎn)生干擾。

1.一種利用超聲波測量葉柵通道氣流速度場方法，其特征在于，具體包括如下步驟：1)在葉柵通道內(nèi)相鄰葉片A和B上分別布置一排微型收發(fā)一體式超聲波傳感器，形成傳感器陣列，傳感器耦合層和葉片表面平齊；2)計算機控制信號發(fā)生器發(fā)出觸發(fā)脈沖，并由前置放大器進(jìn)行觸發(fā)脈沖功率放大，功率放大后的觸發(fā)脈沖變成超聲波激勵脈沖，由多路選擇開關(guān)控制接通傳感器陣列中葉片A的某一路待激勵超聲波傳感器，完成一次聲波發(fā)射；傳感器陣列中葉片B上的接收傳感器也在多路選擇開關(guān)控制下連接信號調(diào)理電路，進(jìn)行信號放大、調(diào)理和甄別，并經(jīng)采集卡送入到計算機中，完成傳感器陣列中任一傳感器的有效超聲波渡越時間提取；3)以掃描方式，葉片A上N個傳感器依次發(fā)射聲波，葉片B上N個傳感器接收聲波，完成傳感器陣列中葉片A和B上的所有傳感器有效超聲波渡越時間提取，形成信號向量，實現(xiàn)N×N路徑的順流、逆流時間差值信號獲取；4)利用信號向量進(jìn)行速度場重建，構(gòu)建層析成像系統(tǒng)：在測量區(qū)內(nèi)構(gòu)建網(wǎng)格，葉片A和B之間的葉柵通道氣流區(qū)域為測量區(qū)，其中每個網(wǎng)格交點作為節(jié)點，記為D₁，D₂…D_N，每個節(jié)點的速度分解為相互垂直方向，即x，y方向；靜態(tài)流體中聲速為V₀，流動引起的速度改變?yōu)棣，則某一路徑方向上的總時差改變量為ΔT，ΔT為對應(yīng)此聲路徑上每一網(wǎng)格時滯的積分量；在掃描過程中，葉柵葉片上布置的傳感器對數(shù)為N，葉片A上一個傳感器一次聲波發(fā)射，葉片B上N個傳感器依次接收，葉片A上N個傳感器依次發(fā)射聲波，葉片A上N個傳感器依次發(fā)射完為一次輪循，一次輪循可獲得N× N條聲路徑上有效信號，并且每條聲路徑的總時差改變量為此聲路徑上每個網(wǎng)格時滯的積分量，逐次完成N個傳感器發(fā)射聲波，獲得N× N條路徑上的有效信號采集；利用層析成像重建算法反演求解可得到氣流速度場，氣流速度場為反演得到的每個網(wǎng)格區(qū)域因氣流流動帶來的時差改變值組成。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用超聲波測量葉柵通道氣流速度場方法，其特征在于，每個網(wǎng)格區(qū)域因氣流流動帶來的時差改變值其大小與氣流流速和傳感器之間距離相關(guān)，可表示為氣流速度V與測量裝置結(jié)構(gòu)系數(shù)的乘積。