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龙图腾网获悉中国矿业大学;江苏拓海煤矿钻探机械有限公司申请的专利一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116952763B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-04-10发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310733333.4，技术领域涉及：G01N3/56；该发明授权一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法是由蒋名军;刘应科;陈赞旭;卜向阳;熊吉;王辉设计研发完成，并于2023-06-20向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法，系统包括高压水生成装置、射流冲击装置、加热装置和数据采集装置；射流冲击装置包括射流器、水力切割喷嘴和冲击承载板；数据采集装置包括红外摄像机和数据采集计算机。本水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法是考虑喷嘴外部流场对喷嘴磨损和冲击性能弱化影响的前提下在设定的射流冲击靶距和射流压力条件下开展的对比试验测试，通过测量待测喷嘴和标准喷嘴对应的冲击承载板温度的变化计算出水力切割喷嘴的冲击性能弱化情况，能够在水力开采的定期检修过程中对水力切割喷嘴实现快速检测，并可以为水力切割喷嘴的更换提供可量化的磨损量数据支持。

本发明授权一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统及方法在权利要求书中公布了：1.一种水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测方法，所采用的水力切割喷嘴冲击性能弱化的红外检测系统包括高压水生成装置、射流冲击装置、加热装置和数据采集装置； 高压水生成装置包括水箱1和高压水加压与控制单元2，水箱1的输出端通过输水管路与高压水加压与控制单元2的输入端连通连接； 射流冲击装置包括射流器3、水力切割喷嘴和冲击承载板5，射流器3的输入端通过输水管路与高压水加压与控制单元2的输出端连通连接，水力切割喷嘴安装在射流器3的输出端上，薄立板结构的冲击承载板5设置在水力切割喷嘴的前方、且冲击承载板5的板面垂直于水力切割喷嘴的喷射方向设置； 加热装置包括用于加热冲击承载板5的加热器6； 数据采集装置包括红外摄像机7和数据采集计算机8，红外摄像机7对应水力切割喷嘴设置在冲击承载板5的前方、且红外摄像机7的摄像方向垂直于冲击承载板5的板面设置，数据采集计算机8分别与加热器6和红外摄像机7电连接； 其特征在于，具体检测步骤如下： Step1，将标准的水力切割喷嘴安装在射流器3的输出端上，并将射流喷射的射流质量流率设定为m，启动加热器6加热冲击承载板5，待冲击承载板5的温度加热至Tset时，启动高压水加压与控制单元2进行射流冲击试验，高压水射流在冲击承载板5的板面上形成温度降低区域4，同时通过红外摄像机7捕获射流冲击时间t内冲击承载板5表面的温度分布数据； Step2，根据表面温度分布数据构建基于点、线和面的三级标准函数，具体如下， Step2-1，分析冲击中心点的温度变化，构建射流冲击时间t与冲击中心点温度变化的函数关系 式中，t为水力切割喷嘴的射流冲击时间，为冲击中心点温度变化函数，0,0为射流垂直冲击区域的中心坐标； Step2-2，计算温度降低区域4的等效半径，构建射流冲击时间t与温度降低区域4等效半径的扩散速度函数关系 式中，为温度降低区域4的面积变化，为温度降低区域4的等效半径，为温度降低区域4的半径扩散速度，与分别为函数和对时间t求导的导数； Step2-3，得出热去除率后构建射流冲击时间t与注入射流蒸发分数的函数关系 式中，Q为热去除率，为注入射流蒸发分数，为温度降低区域4的表面热通量，J为水的潜热，m为射流喷射的射流质量流率； Step3，在射流冲击时间t内对构建的三级标准函数进行归一化处理如下 式中，、和分别是基于、和归一化处理后的新函数； Step4，拆除标准的水力切割喷嘴后，将需检测的水力切割喷嘴安装在射流器3的输出端上，然后进行射流冲击试验，得到射流冲击时间t内冲击承载板5表面的温度分布；然后按照Step2和Step3的方法，以射流冲击时间t为自变量计算出所对应的冲击中心点温度变化的归一化函数、温度降低区域4半径扩散速度的归一化函数和注入射流蒸发分数的归一化函数，如下公式： 式中，、和分别是基于待检测水力切割喷嘴在射流冲击后冲击承载板5表面冲击中心点温度、温度降低区域4温度和表面热通量函数； Step5，在时间区域[0,t]，对比标准水力切割喷嘴和需检测的水力切割喷嘴的数据，构建插值函数 式中，、和分别表示为在射流冲击时间t内冲击中心点的温度、温度降低区域4的半径扩散速度和注入射流蒸发分数的插值函数； Step6，在射流冲击时间t内基于插值函数计算出插值函数和标准水力切割喷嘴冲击性能函数分别与时间t轴围成的面积之比，记为水力切割喷嘴磨损系数如下 式中，K1、K2和K3分别是以冲击中心点的温度、温度降低区域4的半径扩散速度和注入射流蒸发分数为评价标准的水力切割喷嘴磨损系数；、和分别为函数、和对时间t求导的导数；、和分别为函数、和对时间t求导的导数； 采用统计平均的方法进行综合评价，定义磨损系数K如下 根据磨损系数K，将水力切割喷嘴的磨损情况划分为轻微磨损W1、一般磨损W2和严重磨损W3三个等级，等级划分如下 。

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