[发明专利]一种液体雾化质量的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及雾化质量检测方法，尤其涉及一种喷雾液体雾化质量的检测方法。

背景技术

液体雾化技术广泛应用于化工、能源、农业、医药、消防、食品等领域，如表面喷涂、燃油雾化、药物供给、农药喷洒、喷雾干燥等。液体的雾化特性分为空间特性和粒径特性，其中空间特性包括雾量分布方式、喷雾角、液滴飞行速度及其分布等，粒径特性包括雾粒的平均直径、特征直径、粒径分布等。

评价液体雾化质量的优劣需要对雾化参数进行检测，目前雾化参数的检测方法主要分为三类：机械测量法、电子测量法和光学测量法。机械测量法是传统的雾化检测方法，包括液滴固化法、熔蜡法、沉降法和压痕法等，这些方法原理简单，但操作繁琐，信息量少，部分方法还对装置有所限制。电子测量法包括电极法、导线法、热线法等，这些方法需要侵入喷雾场内部，数据量大，精度较差，而且粒子的运动形态对测量结果有较大影响。光学测量法是新兴的雾化检测技术，借助激光技术和计算机技术而快速发展，包括激光全息摄影法、高速摄影和高速摄像法、激光多普勒法的轴线光干涉条纹法和非轴线光干涉条纹法、激光干涉条纹光谱法、激光散射光强比法、激光多源散射光法和马尔文法等。光学测量法具有非侵入性的优点，可得到较精确和全面的雾化参数，但设备精密昂贵，且难以应用于工业监测。不同检测方法也可以相互结合，如专利CN 101226108A公开了一种雾滴分布均匀度的检测方法，将机械测量法、照相技术、图像处理技术相结合，该方法能较全面准确地检测雾滴分布均匀度，但步骤冗长，操作繁琐。因此，寻找一种新型的快捷方便、灵敏度高且可实时在线监测雾化质量的方法具有重要的理论意义和广阔的工业应用前景。

声发射检测技术是近年来新兴的一种测量手段，通过传感器接收振动信号，经过放大、采集和数学处理，获得振动源的某些性质和特征。传感器是声发射检测系统的关键部件，声发射检测中常用的传感器有声发射传感器、加速度传感器、水听器、传声器等，其中声发射传感器和加速度传感器用于测量通过固体传播的声音和振动信号。声发射检测技术具有检测灵敏有效、环保安全、不侵入流场和实时在线的特点，目前已被广泛应用于流化、搅拌、干燥、结晶、化学反应的检测以及设备监控等方面。

快速傅里叶变换（FFT）可以将周期信号分解为一个个倍频分量的叠加，通过分解能将特定的频率成分提取出来而实现特定的各种需要。小波分析的特点是对信号进行变时窗分析，即对信号中的低频分量采用较宽的时窗，对高频分量采用较窄的时窗，这使得小波分析在时域和频域同时具有良好的局部分析特性。快速傅里叶变换和小波分析是常用的信号分析处理方法，在声发射信号的分析中有广泛的应用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种液体雾化质量的检测方法。

液体雾化质量的检测方法的步骤如下：

1）液体从雾化喷嘴喷出，在垂直于雾化液滴喷射方向处设置一固体挡板，固体挡板与雾化喷嘴之间距离可调节；

2）在固体挡板背面的喷雾束撞击截面区域沿径向设置一个或多个振动信号接收装置，采集雾化液滴撞击挡板产生的振动信号；

3）选取振动信号的频率f、能量E、功率谱图高频峰与低频峰面积比n、特征小波频段内的能量分率R_J、能量均方差s作为特征变量；

4）根据特征变量随液体喷射速度、液体流量或液体压力的变化趋势判断液体雾化质量，以液体喷射速度、液体流量或液体压力为横坐标，以振动信号能量E、功率谱图高频峰与低频峰面积比n、特征小波频段内的能量分率R_J或者能量均方差s为纵坐标作图，获得雾化状态表征曲线，当振动信号能量E趋于平稳并开始缓慢上升，或者功率谱图高频峰与低频峰面积比n由缓慢上升转变为迅速增大，或者特征小波频段内的能量分率R_J由缓慢上升转变为迅速增大，或者能量均方差s开始上升并趋于平稳时，进入使雾化液体充分破碎成小液滴，液滴粒径接近破碎极限值、液滴分布均匀的雾化状态；