限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置及應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置及應(yīng)用，測(cè)試裝置包括測(cè)試頂板、正負(fù)壓力表及數(shù)據(jù)處理器，測(cè)試頂板固定在霧化器上部，待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板螺紋連接，待測(cè)導(dǎo)液管的下部伸入到霧化器內(nèi)部，待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)的長(zhǎng)度通過(guò)待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板之間的螺紋調(diào)節(jié)，待測(cè)導(dǎo)液管的上部與正負(fù)壓力表數(shù)據(jù)連接，數(shù)據(jù)處理器與正負(fù)壓力表連接，正負(fù)壓力表檢測(cè)霧化器內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器通過(guò)壓力數(shù)據(jù)確定待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的最佳值；待測(cè)導(dǎo)液管上開(kāi)設(shè)有測(cè)量待測(cè)導(dǎo)液管相對(duì)于測(cè)試頂板前進(jìn)距離的螺旋微測(cè)刻度。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、測(cè)試精確度高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置及應(yīng)用，屬于氣霧化(沉積)工藝領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣霧化的沉積或制粉工藝已經(jīng)成為重要的先進(jìn)材料制備工藝。隨著噴射沉積、粉末冶金以及3D打印等技術(shù)的不斷發(fā)展，沉積坯產(chǎn)品要求更致密、粉末產(chǎn)品要求更細(xì)小、尺寸均一、圓形度更好，這就對(duì)氣霧化工藝的優(yōu)化和穩(wěn)定提出了更為苛刻的要求。
[0003]為了滿足要求，需要對(duì)氣霧化的沉積或制粉工藝的重要環(huán)節(jié)進(jìn)行改進(jìn)和調(diào)整。
[0004]霧化過(guò)程的順利進(jìn)行主要需要有足夠的負(fù)壓抽吸熔體以及對(duì)液流足夠的破碎沖擊力，因此，平均負(fù)壓及壓力波動(dòng)正是分別用以表征上述兩個(gè)關(guān)鍵參數(shù)。而且，對(duì)于一些特定結(jié)構(gòu)的霧化器，其壓力波動(dòng)會(huì)呈現(xiàn)周期性，使霧化液滴的粒徑更均一，球形度更好。
[0005]而限制性霧化工藝，特別是一些新型限制性超音速霧化噴嘴的出現(xiàn)，相比非限制性霧化工藝可以得到更致密、組織更優(yōu)化的沉積坯或更細(xì)小、尺寸均一、圓形度更好的粉末。對(duì)于限制性霧化工藝，負(fù)壓和壓力波動(dòng)對(duì)導(dǎo)液管伸出霧化器的長(zhǎng)度十分敏感，而理想的伸出長(zhǎng)度范圍非常狹窄(僅0.1mm的范圍內(nèi)選取)，且霧化器形狀尺寸稍加改動(dòng)或重新選擇霧化氣壓，理想伸出長(zhǎng)度就會(huì)出現(xiàn)加大的偏差需要重新標(biāo)定。因此，為了完善和改進(jìn)霧化工藝，非常需要對(duì)導(dǎo)液管和伸出長(zhǎng)度進(jìn)行評(píng)估。雖然已有學(xué)者通過(guò)各種裝置對(duì)導(dǎo)液管的負(fù)壓進(jìn)行檢測(cè)，但裝置本身因無(wú)數(shù)字化而導(dǎo)致觀察不直觀，且無(wú)法對(duì)壓力波動(dòng)進(jìn)行測(cè)量。所以有些學(xué)者通過(guò)監(jiān)控氣流速度表征，但是這需要另一套測(cè)試系統(tǒng)，使用較為繁瑣。因此，本專利通過(guò)數(shù)字化監(jiān)控平均負(fù)壓和壓力波動(dòng)情況，從而用一套系統(tǒng)完成了最佳導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的測(cè)定。
[0006]導(dǎo)液管的樣式形態(tài)對(duì)霧化工藝的影響也很大。如外形為圓柱形相比錐形更容易獲得較大的負(fù)壓；而內(nèi)孔若為底部開(kāi)口較大的喇叭孔，則導(dǎo)液管相比直孔不容易堵嘴。因而，不同的導(dǎo)液管形狀對(duì)于導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度也是不同的，不同形狀的導(dǎo)液管需要分別測(cè)量其最佳伸出長(zhǎng)度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置及應(yīng)用。
[0008]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):
[0009]一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，用于測(cè)試待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)部的長(zhǎng)度，所述的測(cè)試裝置包括測(cè)試頂板、正負(fù)壓力表及數(shù)據(jù)處理器，所述的測(cè)試頂板固定在霧化器上部，所述的待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板螺紋連接，待測(cè)導(dǎo)液管的下部伸入到霧化器內(nèi)部，待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)的長(zhǎng)度通過(guò)待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板之間的螺紋調(diào)節(jié)，待測(cè)導(dǎo)液管的上部與正負(fù)壓力表數(shù)據(jù)連接，所述的數(shù)據(jù)處理器與正負(fù)壓力表連接，正負(fù)壓力表檢測(cè)霧化器內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器通過(guò)壓力數(shù)據(jù)確定待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的最佳值；所述的待測(cè)導(dǎo)液管上開(kāi)設(shè)有測(cè)量待測(cè)導(dǎo)液管相對(duì)于測(cè)試頂板前進(jìn)距離的螺旋微測(cè)刻度。
[0010]所述的螺旋微測(cè)刻度的測(cè)量精度為0.01 μ m。
[0011]所述的測(cè)試頂板為凸字形結(jié)構(gòu)板體，上表面與下表面均為水平面。
[0012]所述的待測(cè)導(dǎo)液管上部設(shè)有KF高真空法蘭接口，通過(guò)該KF高真空法蘭接口連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的正負(fù)壓力表。
[0013]所述的測(cè)試頂板與霧化器之間通過(guò)螺栓連接。
[0014]所述的待測(cè)導(dǎo)液管與霧化器之間螺紋密封連接。
[0015]限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置的應(yīng)用，包括一些步驟:
[0016](I)校零:取一基準(zhǔn)塊，使基準(zhǔn)塊緊貼霧化器內(nèi)部工作面，螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管使其剛好碰觸基準(zhǔn)塊后，則與測(cè)試頂板上表面對(duì)齊的螺旋微測(cè)刻度線為零點(diǎn)；
[0017](2)對(duì)待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的最佳值進(jìn)行測(cè)試:
[0018]螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)的高度，打開(kāi)霧化器內(nèi)的霧化氣，待氣壓穩(wěn)定至指定值后，預(yù)通霧化氣，打開(kāi)正負(fù)壓力表與數(shù)據(jù)處理器，正負(fù)壓力表監(jiān)測(cè)僅通霧化氣體流動(dòng)時(shí)，待測(cè)導(dǎo)液管的負(fù)壓狀況和氣壓波動(dòng)，并將壓力數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器；
[0019]數(shù)據(jù)處理器處理記錄得到待測(cè)導(dǎo)液管口的氣壓最大值與最小值，然后系統(tǒng)計(jì)算得到平均負(fù)壓和壓力波動(dòng)范圍，記錄多點(diǎn)數(shù)據(jù)后作圖，最佳待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的判定依據(jù)是在滿足熔體的流動(dòng)特性的最小負(fù)壓的條件下，選取最大壓力波動(dòng)范圍的對(duì)應(yīng)伸出長(zhǎng)度。
[0020]所述的正負(fù)壓力表的采樣頻率為500-2000HZ，分析時(shí)間30s以內(nèi)。
[0021]通過(guò)設(shè)計(jì)及更換不同樣式的導(dǎo)液管，按上述的方法可以測(cè)試得到不同導(dǎo)液管最佳伸出長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的負(fù)壓和壓力波動(dòng)，進(jìn)行比較后得到更適合霧化工藝的導(dǎo)液管樣式。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果:
[0023](I)本發(fā)明有助于解決因?qū)б汗荛L(zhǎng)度不能精確控制而導(dǎo)致霧化工藝不穩(wěn)定的問(wèn)題，通過(guò)設(shè)計(jì)及更換不同樣式的導(dǎo)液管，按本發(fā)明的方法可以測(cè)試得到不同導(dǎo)液管最佳伸出長(zhǎng)度所對(duì)應(yīng)的負(fù)壓和壓力波動(dòng)，進(jìn)行比較后得到更適合霧化工藝的導(dǎo)液管樣式。
[0024](2)通過(guò)本發(fā)明的測(cè)試裝置及測(cè)試方法，即可精確測(cè)量導(dǎo)液管最佳伸出長(zhǎng)度以及評(píng)估設(shè)計(jì)導(dǎo)液管的導(dǎo)液效果。
[0025](3)本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用操作方便，測(cè)試精確度高，導(dǎo)液管的伸出長(zhǎng)度能夠精確到0.0lym0
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2為實(shí)施例1中待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度與壓力的特征曲線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0029]實(shí)施例1
[0030]一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，如圖1所示，用于測(cè)試待測(cè)導(dǎo)液管3伸入到霧化器I內(nèi)部的伸出長(zhǎng)度31的大小，測(cè)試裝置包括測(cè)試頂板2、正負(fù)壓力表4及數(shù)據(jù)處理器5，測(cè)試頂板2與霧化器I之間通過(guò)螺栓連接，待測(cè)導(dǎo)液管3與測(cè)試頂板2螺紋連接，待測(cè)導(dǎo)液管3與霧化器I之間螺紋密封連接，待測(cè)導(dǎo)液管3的下部伸入到霧化器I內(nèi)部，待測(cè)導(dǎo)液管3伸入到霧化器I內(nèi)的伸出長(zhǎng)度31通過(guò)待測(cè)導(dǎo)液管3與測(cè)試頂板2之間的螺紋調(diào)節(jié)，待測(cè)導(dǎo)液管3上部設(shè)有KF高真空法蘭接口，通過(guò)該KF高真空法蘭接口連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的正負(fù)壓力表4，數(shù)據(jù)處理器5與正負(fù)壓力表4連接，正負(fù)壓力表4檢測(cè)霧化器I內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理器5，數(shù)據(jù)處理器5通過(guò)壓力數(shù)據(jù)確定待測(cè)導(dǎo)液管3的伸出長(zhǎng)度31的最佳值:待測(cè)導(dǎo)液管3上開(kāi)設(shè)有測(cè)量待測(cè)導(dǎo)液管3相對(duì)于測(cè)試頂板2前進(jìn)距離的螺旋微測(cè)刻度6。螺旋微測(cè)刻度6的測(cè)量精度為0.01 μ m。測(cè)試頂板2為凸字形結(jié)構(gòu)板體，上表面與下表面均為水平面。
[0031 ] 限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置的應(yīng)用，包括一些步驟:
[0032](I)校零:取一基準(zhǔn)塊，使基準(zhǔn)塊緊貼霧化器I內(nèi)部工作面，螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管3使其剛好碰觸基準(zhǔn)塊后，則與測(cè)試頂板2上表面對(duì)齊的螺旋微測(cè)刻度6線為零點(diǎn)；
[0033](2)對(duì)待測(cè)導(dǎo)液管3伸出長(zhǎng)度的最佳值進(jìn)行測(cè)試:
[0034]螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管3伸入到霧化器I內(nèi)的高度，打開(kāi)霧化器I內(nèi)的霧化氣，待氣壓穩(wěn)定至指定值后，預(yù)通霧化氣，打開(kāi)正負(fù)壓力表4與數(shù)據(jù)處理器5，正負(fù)壓力表4監(jiān)測(cè)僅通霧化氣體流動(dòng)時(shí)，待測(cè)導(dǎo)液管3的負(fù)壓狀況和氣壓波動(dòng)，并將壓力數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器5 ;數(shù)據(jù)處理器5處理記錄得到待測(cè)導(dǎo)液管3 口的氣壓最大值與最小值，然后系統(tǒng)計(jì)算得到平均負(fù)壓和壓力波動(dòng)范圍，記錄多點(diǎn)數(shù)據(jù)后作圖，最佳待測(cè)導(dǎo)液管3伸出長(zhǎng)度的判定依據(jù)是在滿足熔體的流動(dòng)特性的最小負(fù)壓的條件下，選取最大壓力波動(dòng)范圍的對(duì)應(yīng)伸出長(zhǎng)度。正負(fù)壓力表4的采樣頻率為500-2000HZ，分析時(shí)間30s以內(nèi)。
[0035]使用限制性超音速霧化器，通入霧化器的氣體為壓力1.5Mpa的氮?dú)?，正?fù)壓力表采樣頻率設(shè)置為500Hz，分析時(shí)間為30s。待測(cè)導(dǎo)液管測(cè)試部分外形為圓柱形，中間是4mm直孔，按上述方法得到圖2所示的特征曲線，霧化過(guò)程需要的負(fù)壓最小為6.2Kpa，因而選擇5.33-5.42mm作為理想的最佳伸出長(zhǎng)度，此時(shí)平均負(fù)壓為6.2-6.3Kpa，壓力波動(dòng)
3.3-3.4Kpa0
[0036]實(shí)施例2
[0037]采用和實(shí)施例1相同的裝置進(jìn)行試驗(yàn)。
[0038]通入霧化器的氣體為壓力1.5Mpa的氮?dú)?，正?fù)壓力表采樣頻率設(shè)置為2KHz，分析時(shí)間為20s。待測(cè)導(dǎo)液管第一例測(cè)試部分外形為圓柱形，內(nèi)孔是4mm直孔；第二例是外形為圓柱形，內(nèi)孔底部開(kāi)口較大的喇叭孔，錐度為20°。按測(cè)試裝置的應(yīng)用方法，得到表1數(shù)據(jù)。從中可以得到，帶喇叭孔的導(dǎo)液管具有更強(qiáng)的沖擊壓力，霧化效果更佳。
【權(quán)利要求】
1.一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，用于測(cè)試待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)部的長(zhǎng)度， 其特征在于，所述的測(cè)試裝置包括測(cè)試頂板、正負(fù)壓力表及數(shù)據(jù)處理器，所述的測(cè)試頂板固定在霧化器上部，所述的待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板螺紋連接，待測(cè)導(dǎo)液管的下部伸入到霧化器內(nèi)部，待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)的長(zhǎng)度通過(guò)待測(cè)導(dǎo)液管與測(cè)試頂板之間的螺紋調(diào)節(jié)，待測(cè)導(dǎo)液管的上部與正負(fù)壓力表數(shù)據(jù)連接，所述的數(shù)據(jù)處理器與正負(fù)壓力表連接，正負(fù)壓力表檢測(cè)霧化器內(nèi)的壓力數(shù)據(jù)，并將其傳輸給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器通過(guò)壓力數(shù)據(jù)確定待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的最佳值； 所述的待測(cè)導(dǎo)液管上開(kāi)設(shè)有測(cè)量待測(cè)導(dǎo)液管相對(duì)于測(cè)試頂板前進(jìn)距離的螺旋微測(cè)刻度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，其特征在于，所述的螺旋微測(cè)刻度的測(cè)量精度為0.0l μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，其特征在于，所述的測(cè)試頂板為凸字形結(jié)構(gòu)板體，上表面與下表面均為水平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，其特征在于，所述的待測(cè)導(dǎo)液管上部設(shè)有KF高真空法蘭接口，通過(guò)該KF高真空法蘭接口連接數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳的正負(fù)壓力表。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，其特征在于，所述的測(cè)試頂板與霧化器之間通過(guò)螺栓連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置，其特征在于，所述的待測(cè)導(dǎo)液管與霧化器之間螺紋密封連接。
7.—種如權(quán)利要求1所述的限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置的應(yīng)用，其特征在于，該應(yīng)用包括一些步驟: (1)校零:取一基準(zhǔn)塊，使基準(zhǔn)塊緊貼霧化器內(nèi)部工作面，螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管使其剛好碰觸基準(zhǔn)塊后，則與測(cè)試頂板上表面對(duì)齊的螺旋微測(cè)刻度線為零點(diǎn)； (2)對(duì)待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的最佳值進(jìn)行測(cè)試: 螺旋調(diào)節(jié)待測(cè)導(dǎo)液管伸入到霧化器內(nèi)的高度，打開(kāi)霧化器內(nèi)的霧化氣，待氣壓穩(wěn)定至指定值后，預(yù)通霧化氣，打開(kāi)正負(fù)壓力表與數(shù)據(jù)處理器，正負(fù)壓力表監(jiān)測(cè)僅通霧化氣體流動(dòng)時(shí)，待測(cè)導(dǎo)液管的負(fù)壓狀況和氣壓波動(dòng)，并將壓力數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理器: 數(shù)據(jù)處理器處理記錄得到待測(cè)導(dǎo)液管口的氣壓最大值與最小值，然后系統(tǒng)計(jì)算得到平均負(fù)壓和壓力波動(dòng)范圍，記錄多點(diǎn)數(shù)據(jù)后作圖，最佳待測(cè)導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的判定依據(jù)是在滿足熔體的流動(dòng)特性的最小負(fù)壓的條件下，選取最大壓力波動(dòng)范圍的對(duì)應(yīng)伸出長(zhǎng)度。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種限制性霧化器配套導(dǎo)液管伸出長(zhǎng)度的精密測(cè)試裝置的應(yīng)用，其特征在于，所述的正負(fù)壓力表的采樣頻率為500-2000HZ，分析時(shí)間30s以內(nèi)。
【文檔編號(hào)】G01B5/02GK103983164SQ201410172424
【公開(kāi)日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月25日
【發(fā)明者】嚴(yán)彪, 嚴(yán)鵬飛 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)