專利名稱：測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：
本實用新型涉及一種靜電噴霧測試設(shè)備，特別是涉及一種測試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置。
背景技術(shù)：
在靜電場的作用下，液體射流破碎成霧滴的過程稱為靜電噴霧，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，如霧滴尺度小、尺寸分布均勻， 并且可以通過調(diào)節(jié)電參數(shù)(如施加電壓)對霧化流場進(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)來衡量。目前的測試方法是采用網(wǎng)狀目標(biāo)法或法拉第筒法對噴霧過程的總體霧滴的荷質(zhì)比進(jìn)行測試，其中網(wǎng)狀目標(biāo)法測量裝置由金屬網(wǎng)和金屬錐形筒組成組成的荷電霧滴收集器及電流檢測儀表組成，使用時將收集器一端正對噴嘴，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，通過電流檢測儀表后向大地排放，測量出單位時間內(nèi)進(jìn)入收集器的霧滴質(zhì)量m(用量筒及天平)，電流檢測儀表測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套裝在一起又相互絕緣的金屬圓筒及相應(yīng)的測量儀表組成。當(dāng)外筒接地、使得噴霧時產(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噴霧過程的全部霧滴的電量及質(zhì)量進(jìn)行檢測來獲得荷質(zhì)比的，其反應(yīng)的只是噴霧過程中荷電霧滴的總體帶電情況。實際上，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。

實用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有荷質(zhì)比(或荷積比)測試方法及裝置不能測試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比這一不足，本實用新型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)律的測試裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型的技術(shù)解決方案是本實用新型是一種測試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，測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；所述的測試裝置主要由絕緣材料制作的圓盤、金屬網(wǎng)、微流量計、精密微安表、機(jī)架組成；所述的圓盤懸空安裝在機(jī)架上且圓盤中心與噴嘴中心對齊，在圓盤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)形槽的底部皆開設(shè)一小孔，在小孔的出口處連接微流量計或玻璃量筒。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；所述的圓盤的一側(cè)通過連接桿與滑套連接，滑套間隙套接在立柱上并可沿立柱上下移動；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，以便得知圓盤高度及距離噴嘴的位置。由于本實用新型用一個加工有若干個同心環(huán)形槽的絕緣圓盤放置在噴嘴下部，圓盤中心與噴嘴中心對齊，圓盤上的若干個同心環(huán)形槽用來接收帶電霧滴，對落入每個環(huán)形槽的霧滴流量Q進(jìn)行計量，每個環(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，用于測量落入每個環(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，并在圓盤上處于不同的徑向位置，因此每一個環(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。圓盤安裝在立柱上，通過一個滑套，可以沿立柱上下移動，因此，還可獲得距噴嘴不同垂直距離處的荷質(zhì)比的分布。由于本實用新型是通過圓盤上若干個不同徑向位置的同心環(huán)形槽內(nèi)霧滴的荷質(zhì)比來反應(yīng)局部荷質(zhì)比沿徑向的分布規(guī)律，通過調(diào)節(jié)圓盤的位置來實現(xiàn)不同軸向位置處局部荷質(zhì)比測試，因此裝置結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低，調(diào)節(jié)方便；裝置的測試儀器僅用到精密微安表及微流量計，故測量方便易行。
以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進(jìn)一步的說明。

圖1是本實用新型實施立體圖；圖2是本實用新型裝置的主視圖；圖3是本實用新型裝置的俯視圖。
具體實施方式
本實用新型是一種測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中包括本實用新型測試裝置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)成一個典型的靜電噴霧裝置，并產(chǎn)生荷電霧滴2。測試裝置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，所述的測試裝置1主要由絕緣材料制作的圓盤11、金屬網(wǎng)12、微流量計13、精密微安表14、機(jī)架15組成。所述的圓盤11懸空安裝在機(jī)架15上且圓盤11中心與噴嘴4中心對齊，在圓盤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的底部皆開設(shè)一小孔112，在小孔112的出口處連接微流量計13 (或玻璃量筒)。測試裝置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11的一側(cè)通過連接桿 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；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，將圓盤11中心與噴嘴4中心對齊，將圓盤11調(diào)至所需軸向位置，擰緊緊固螺絲153。本實用新型的工作原理如圖1所示，液體在電場中荷電，噴出噴嘴4后形成荷電霧滴，荷電霧滴落入圓盤中的各個環(huán)形槽111后，按照下面所述計算方法，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)參見圖幻的分布。調(diào)節(jié)圓盤11高度，可獲得任意軸向位置處ζ的荷質(zhì)比分布規(guī)律。本實用新型計算方法本實用新型環(huán)形槽111的底部開有小孔112，下面接微流量計13，以便知道每個環(huán)形槽內(nèi)單位時間落入的霧滴流量Q。如霧化流量較小，也可用玻璃量筒代替流量計，直接讀出一定時間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，從而獲得每個環(huán)形槽內(nèi)的霧滴荷質(zhì)比1( = I/P Q，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，使圓盤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，僅為本實用新型較佳實施例而已，機(jī)架的結(jié)構(gòu)可有多種，故不能以此限定本實用新型實施的范圍，即依本實用新型申請專利范圍及說明書內(nèi)容所作的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本實用新型專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種測試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，測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試裝置主要由絕緣材料制作的圓盤、金屬網(wǎng)、微流量計、精密微安表、機(jī)架組成；所述的圓盤懸空安裝在機(jī)架上且圓盤中心與噴嘴中心對齊，在圓盤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)形槽的底部皆開設(shè)一小孔， 在小孔的出口處連接微流量計或玻璃量筒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測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；所述的圓盤的一側(cè)通過連接桿與滑套連接，滑套間隙套接在立柱上并可沿立柱上下移動；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 所述的圓盤上的同心環(huán)形槽等距分布。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測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。
專利摘要本實用新型公開了一種測試靜電噴霧中霧化空間局部荷質(zhì)比的裝置，它用一個加工有若干個同心環(huán)形槽的絕緣圓盤放置在噴嘴下部，圓盤中心與噴嘴中心對齊，圓盤上環(huán)形槽用來接收荷電霧滴，對落入每個環(huán)形槽的霧滴流量進(jìn)行計量；每個環(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，用于測量落入每個環(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，并在圓盤上處于不同的徑向位置，因此每一個環(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。本實用新型通過圓盤在立柱上的上下移動，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G01R29/00GK202033426SQ20102063727
公開日2011年11月9日 申請日期2010年11月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月24日
發(fā)明者張軍 申請人:集美大學(xué)