專(zhuān)利名稱(chēng)：測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜電噴霧測(cè)試設(shè)備，特別是涉及一種測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局 部荷質(zhì)比的裝置。
背景技術(shù)：
在靜電場(chǎng)的作用下，液體射流破碎成霧滴的過(guò)程稱(chēng)為靜電噴霧，與其他霧化技術(shù) (如壓力霧化、離心霧化等)相比，靜電噴霧具有許多優(yōu)點(diǎn)，如霧滴尺度小、尺寸分布均勻， 并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)電參數(shù)(如施加電壓)對(duì)霧化流場(chǎng)進(jìn)行一定調(diào)控等，故此在燃油霧化燃 燒、工業(yè)噴涂、農(nóng)藥噴灑、材料制備(如陶瓷薄膜及多孔介質(zhì)薄膜等)上得到廣泛應(yīng)用。在 靜電噴霧的應(yīng)用中，霧滴的荷電效果極其關(guān)鍵，它不僅直接關(guān)系到液體的霧化效果，而且也 是荷電噴霧兩相流場(chǎng)理論模擬的關(guān)鍵參數(shù)。霧滴的荷電效果一般采用荷質(zhì)比(單位質(zhì)量液 滴所攜帶的電量)或荷積比(單位體積霧滴所攜帶電量)來(lái)衡量。目前的測(cè)試方法是采用 網(wǎng)狀目標(biāo)法或法拉第筒法對(duì)噴霧過(guò)程的總體霧滴的荷質(zhì)比進(jìn)行測(cè)試，其中網(wǎng)狀目標(biāo)法測(cè)量 裝置由金屬網(wǎng)和金屬錐形筒組成組成的荷電霧滴收集器及電流檢測(cè)儀表組成，使用時(shí)將收 集器一端正對(duì)噴嘴，這樣所有荷電霧滴被收集器收集，荷電霧滴的電量轉(zhuǎn)移到收集器上，通 過(guò)電流檢測(cè)儀表后向大地排放，測(cè)量出單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入收集器的霧滴質(zhì)量m(用量筒及天 平)，電流檢測(cè)儀表測(cè)出全部霧滴所釋放電流I，這樣就可獲得所有霧滴的荷質(zhì)比qm(qm = I/m，這里m是單位時(shí)間內(nèi)噴入收集器內(nèi)霧滴的質(zhì)量)。法拉第筒法是由兩個(gè)套裝在一起又 相互絕緣的金屬圓筒及相應(yīng)的測(cè)量?jī)x表組成。當(dāng)外筒接地、使得噴霧時(shí)產(chǎn)生的全部荷電霧 滴落入內(nèi)筒，由于靜電感應(yīng)，內(nèi)筒外表面和外筒內(nèi)表面分別帶有等量異性電荷，于是內(nèi)外筒 之間存在電位差U和電容C，測(cè)出電位差U和電容C，即可求出內(nèi)筒中所有帶電物質(zhì)(即荷 電霧滴)所帶的總電量q(q =⑶)，則荷質(zhì)比 就可確定(qm = q/M，這里M為落入內(nèi)筒內(nèi) 所有霧滴的質(zhì)量)。目前使用的上述兩種方法及裝置均是對(duì)噴霧過(guò)程的全部霧滴的電量及 質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)來(lái)獲得荷質(zhì)比的，其反應(yīng)的只是噴霧過(guò)程中荷電霧滴的總體帶電情況。實(shí)際 上，由于所有霧滴的尺度、速度及帶電量不同，并且霧滴所攜帶電量還隨時(shí)間衰減，因此，在 不同的霧化空間(距噴嘴不同距離處及不同的徑向位置處)的霧滴的荷質(zhì)比是不同的，現(xiàn) 有的測(cè)試荷質(zhì)比的裝置及方法并不能反應(yīng)這種不同空間位置處的局部荷質(zhì)比的差異性。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有荷質(zhì)比(或荷積比)測(cè)試方法及裝置不能測(cè)試靜電噴霧中霧化空間 局部荷質(zhì)比這一不足，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)霧化空間局部荷質(zhì)比的測(cè)試， 并進(jìn)而獲得霧滴荷質(zhì)比沿霧化軸向及徑向的分布規(guī)律的測(cè)試裝置。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明是一種測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，測(cè)試裝置安裝在噴嘴 的下方，用于承納液體從噴嘴噴出后形成荷電霧滴；所述的測(cè)試裝置主要由絕緣材料制作 的圓盤(pán)、金屬網(wǎng)、微流量計(jì)、精密微安表、機(jī)架組成；所述的圓盤(pán)懸空安裝在機(jī)架上且圓盤(pán)中心與噴嘴中心對(duì)齊，在圓盤(pán)上加工有若干同心環(huán)形槽，在每圈環(huán)形槽的底部鋪設(shè)金屬網(wǎng)，位 于環(huán)形槽底部的金屬網(wǎng)與精密微安表連接且接地，在每圈環(huán)形槽的底部皆開(kāi)設(shè)一小孔，在 小孔的出口處連接微流量計(jì)或玻璃量筒。所述的機(jī)架由連接桿、滑套、緊固螺絲、立柱、底座組成；所述的立柱的下端固接在 底座上且向上垂直豎起；所述的圓盤(pán)的一側(cè)通過(guò)連接桿與滑套連接，滑套間隙套接在立柱 上并可沿立柱上下移動(dòng)；緊固螺絲螺接在滑套上且作為定位件頂靠在立柱上。所述的立柱也可由并排的兩根立柱構(gòu)成。所述的圓盤(pán)上的同心環(huán)形槽半徑可以等距分布或不等距分布。所述的機(jī)架上的立柱上安裝標(biāo)尺，以便得知圓盤(pán)高度及距離噴嘴的位置。由于本發(fā)明用一個(gè)加工有若干個(gè)同心環(huán)形槽的絕緣圓盤(pán)放置在噴嘴下部，圓盤(pán)中 心與噴嘴中心對(duì)齊，圓盤(pán)上的若干個(gè)同心環(huán)形槽用來(lái)接收帶電霧滴，對(duì)落入每個(gè)環(huán)形槽的 霧滴流量Q進(jìn)行計(jì)量，每個(gè)環(huán)形槽的底部均裝有金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)與精密微安表連接，用于測(cè) 量落入每個(gè)環(huán)形槽內(nèi)帶電霧滴所釋放的電流I，從而獲所有環(huán)形槽內(nèi)霧滴的荷質(zhì)量比qm(qm = I/PQ，這里P為霧化流體的密度)。由于所有環(huán)形槽均為同心，并在圓盤(pán)上處于不同的 徑向位置，因此每一個(gè)環(huán)形槽內(nèi)霧滴的荷質(zhì)比可近似作為該徑向位置處的荷質(zhì)比，所有環(huán) 形槽內(nèi)的荷質(zhì)比就揭示了霧滴荷質(zhì)比沿徑向的分布規(guī)律。顯然，環(huán)形槽數(shù)越多，結(jié)果越精 確。圓盤(pán)安裝在立柱上，通過(guò)一個(gè)滑套，可以沿立柱上下移動(dòng)，因此，還可獲得距噴嘴不同垂 直距離處的荷質(zhì)比的分布。由于本發(fā)明是通過(guò)圓盤(pán)上若干個(gè)不同徑向位置的同心環(huán)形槽內(nèi) 霧滴的荷質(zhì)比來(lái)反應(yīng)局部荷質(zhì)比沿徑向的分布規(guī)律，通過(guò)調(diào)節(jié)圓盤(pán)的位置來(lái)實(shí)現(xiàn)不同軸向 位置處局部荷質(zhì)比測(cè)試，因此裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工成本低，調(diào)節(jié)方便；裝置的測(cè)試儀器僅用 到精密微安表及微流量計(jì)，故測(cè)量方便易行。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施立體圖；圖2是本發(fā)明裝置的主視圖；圖3是本發(fā)明裝置的俯視圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是一種測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，如圖1所示。圖1中 包括本發(fā)明測(cè)試裝置1、荷電霧滴2、金屬電極3、噴嘴4、高壓靜電發(fā)生器5。所述的提供靜電高壓的高壓靜電發(fā)生器5與噴嘴4連接，金屬電極3接地，這樣高 壓靜電發(fā)生器5、噴嘴4、金屬電極3構(gòu)成一個(gè)典型的靜電噴霧裝置，并產(chǎn)生荷電霧滴2。測(cè) 試裝置1安裝在噴嘴4的下方，用于承納液體從噴嘴4噴出后形成荷電霧滴2。如圖2、圖3參考圖1所示，所述的測(cè)試裝置1主要由絕緣材料制作的圓盤(pán)11、金 屬網(wǎng)12、微流量計(jì)13、精密微安表14、機(jī)架15組成。所述的圓盤(pán)11懸空安裝在機(jī)架15上 且圓盤(pán)11中心與噴嘴4中心對(duì)齊，在圓盤(pán)11上加工有若干同心環(huán)形槽111，同心環(huán)形槽111 半徑可以等距分布或不等距分布，環(huán)形槽111的寬度、深度及槽數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況確定。在每圈環(huán)形槽111的底部鋪設(shè)金屬網(wǎng)12，位于環(huán)形槽111底部的金屬網(wǎng)12與精密微安表14連接且接地，在每圈環(huán)形槽111的底部皆開(kāi)設(shè)一小孔112，在小孔112的出口處連 接微流量計(jì)13 (或玻璃量筒)。測(cè)試裝置1中，除了金屬網(wǎng)12夕卜，其余部件均用絕緣材料制作。所述的機(jī)架15由連接桿151、滑套152、緊固螺絲153、立柱154、底座155組成；所 述的立柱巧4的下端固接在底座155上且向上垂直豎起；所述的圓盤(pán)11的一側(cè)通過(guò)連接桿 151與滑套152連接，連接桿151的兩端可采用螺紋連接的方式與圓盤(pán)11和滑套152螺接； 所述的滑套152間隙套接在立柱巧4上并可沿立柱巧4上下移動(dòng)；緊固螺絲螺接在滑套152 上且作為定位件頂靠在立柱巧4上，將滑套152定位在立柱巧4上。所述的機(jī)架巧4上的 立柱上安裝標(biāo)尺，以便得知圓盤(pán)11高度及距離噴嘴4的位置。所述的立柱巧4可以由并排 的兩根立柱構(gòu)成。安裝時(shí)，將圓盤(pán)11中心與噴嘴4中心對(duì)齊，將圓盤(pán)11調(diào)至所需軸向位置，擰緊緊 固螺絲153。本發(fā)明的工作原理如圖1所示，液體在電場(chǎng)中荷電，噴出噴嘴4后形成荷電霧滴，荷電霧滴落入圓盤(pán) 中的各個(gè)環(huán)形槽111后，按照下面所述計(jì)算方法，便可獲得距離噴嘴某一距離Z處局部荷質(zhì) 比沿徑向r (坐標(biāo)參見(jiàn)圖幻的分布。調(diào)節(jié)圓盤(pán)11高度，可獲得任意軸向位置處ζ的荷質(zhì)比 分布規(guī)律。本發(fā)明計(jì)算方法本發(fā)明環(huán)形槽111的底部開(kāi)有小孔112，下面接微流量計(jì)13，以便知道每個(gè)環(huán)形槽 內(nèi)單位時(shí)間落入的霧滴流量Q。如霧化流量較小，也可用玻璃量筒代替流量計(jì)，直接讀出一 定時(shí)間t內(nèi)落入環(huán)形槽111內(nèi)的霧滴體積V，然后換算成流量Q。位于環(huán)形槽111底部的金 屬網(wǎng)2與精密微安表4連接，可測(cè)試落入環(huán)形槽111內(nèi)的荷電霧滴所釋放的電流I，從而獲 得每個(gè)環(huán)形槽內(nèi)的霧滴荷質(zhì)Kqm(qm= I/PQ，P為霧化流體密度)。所有環(huán)形槽111內(nèi)霧 滴的荷質(zhì)比揭示了局部荷質(zhì)比沿徑向的分布規(guī)律。機(jī)架15中的滑套152可沿立柱巧4上 下自由滑動(dòng)，使圓盤(pán)11處所需高度，從而可獲得距噴嘴4不同距離處的荷質(zhì)比分布規(guī)律。以上所述，僅為本發(fā)明較佳實(shí)施例而已，機(jī)架的結(jié)構(gòu)可有多種，故不能以此限定本 發(fā)明實(shí)施的范圍，即依本發(fā)明申請(qǐng)專(zhuān)利范圍及說(shuō)明書(shū)內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍 屬本發(fā)明專(zhuān)利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，測(cè)試裝置安裝在噴嘴的下方，用 于承納液體從噴嘴噴出后形成荷電霧滴；其特征在于所述的測(cè)試裝置主要由絕緣材料制 作的圓盤(pán)、金屬網(wǎng)、微流量計(jì)、精密微安表、機(jī)架組成；所述的圓盤(pán)懸空安裝在機(jī)架上且圓盤(pán) 中心與噴嘴中心對(duì)齊，在圓盤(pán)上加工有若干同心環(huán)形槽，在每圈環(huán)形槽的底部鋪設(shè)金屬網(wǎng)， 位于環(huán)形槽底部的金屬網(wǎng)與精密微安表連接且接地，在每圈環(huán)形槽的底部皆開(kāi)設(shè)一小孔， 在小孔的出口處連接微流量計(jì)或玻璃量筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，其特征在于 所述的機(jī)架由連接桿、滑套、緊固螺絲、立柱、底座組成；所述的立柱的下端固接在底座上且 向上垂直豎起；所述的圓盤(pán)的一側(cè)通過(guò)連接桿與滑套連接，滑套間隙套接在立柱上并可沿 立柱上下移動(dòng)；緊固螺絲螺接在滑套上且作為定位件頂靠在立柱上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，其特征在于 所述的立柱可由并排的兩根立柱構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，其特征在于 所述的圓盤(pán)上的同心環(huán)形槽半徑可以等距分布或不等距分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，其特征在于 所述的機(jī)架上的立柱上安裝標(biāo)尺，以便得知圓盤(pán)高度及距離噴嘴的位置。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種測(cè)試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，它用一個(gè)加工有若干個(gè)同心環(huán)形槽的絕緣圓盤(pán)放置在噴嘴下部，圓盤(pán)中心與噴嘴中心對(duì)齊，圓盤(pán)上環(huán)形槽用來(lái)接收荷電霧滴，對(duì)落入每個(gè)環(huán)形槽的霧滴流量進(jìn)行計(jì)量；每個(gè)環(huán)形槽的底部均裝有金屬網(wǎng)，金屬網(wǎng)與精密微安表連接，用于測(cè)量落入每個(gè)環(huán)形槽內(nèi)帶電霧滴所釋放的電流I，從而獲所有環(huán)形槽內(nèi)霧滴的荷質(zhì)量比。由于所有環(huán)形槽均為同心，并在圓盤(pán)上處于不同的徑向位置，因此每一個(gè)環(huán)形槽內(nèi)霧滴的荷質(zhì)比可近似作為該徑向位置處的荷質(zhì)比，所有環(huán)形槽內(nèi)的荷質(zhì)比就揭示了霧滴荷質(zhì)比沿徑向的分布規(guī)律。本發(fā)明通過(guò)圓盤(pán)在立柱上的上下移動(dòng)，還可獲得距噴嘴不同垂直距離處的荷質(zhì)比的分布。
文檔編號(hào)G01R19/00GK102052943SQ201010571210
公開(kāi)日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張軍 申請(qǐng)人:集美大學(xué)