[发明专利]一种喷雾试验系统

权利要求书

1.一种喷雾试验系统，其特征在于，所述喷雾试验系统由喷雾系统、调节系统、测量系统和控制端组成；

所述喷雾系统包括空压机、储液罐、调压阀和喷头；空压机、储液罐、调压阀和喷头之间依次通过软管连接；

所述调节系统包括三维试验台架及周向转动机构；所述三维试验台架包括滑台、左右导轨、上下导轨、前后导轨，其中，滑台位于左右导轨上，能够通过电动或者手动调节滑台在左右导轨上的位置，左右导轨位于上下导轨上，可通过电动或者手动调节左右导轨在上下导轨上的位置，上下导轨位于前后导轨上，可通过电动或者手动调节上下导轨位于前后导轨上的位置；喷头安装在能够使得喷头实现水平方向360°转动和使得喷头实现竖直方向180°转动的周向转动机构上，周向转动机构安装在滑台上，三维试验台架用于调节喷头在三维空间上的位置；

所述测量系统包括图像采集装置、PDPA装置和传感器湿度检测装置；所述图像采集装置包括光源、扩散板和高速摄像机；光源、扩散板、喷头、高速摄像机依次位于同一直线上，光源固定在所述三维试验台架一侧，能够调节角度及光强，扩散板固定在光源与喷头之间，高速摄像机固定在三维试验台架另一侧，能够对不同角度喷雾过程的图像信息进行收集处理，测量雾化破碎过程、不同试剂破孔图像、液膜厚度、液膜波动频率信息；

所述PDPA测量装置包括激光发射器、接收器、信号处理器、电动三维坐标架，其中，激光发射器和接收器布置在电动三维坐标架上，电动三维坐标架和信号处理器位于三维试验台架的前方；按电动三维坐标架上的指定程序，激光发射器能够从前向后或从后向前扫描移动，接收器能够从左向右或从右向左扫描移动，并且激光发射器和接收器能够同时从上向下或从下向上扫描移动；激光发射器将入射光发射到雾滴上，由接收器接收反射光，从而实现对整个流场的测量；

所述传感器湿度检测装置包括两组变介电常数电容传感器，一组置于三维试验台架底部，检测不同位置的雾滴沉积量，一组置于三维试验台架侧面检测雾滴飘移情况；

控制端分别联接高速摄像机、变介电常数电容湿度传感器、信号处理器、电动三维坐标架、接收器、激光发射器和三维试验台架的伺服电机；

所述左右导轨、上下导轨和前后导轨的长度均不小于3m，三条导轨均可以定点移动或者匀速移动，定点移动精度为0.1mm，匀速移动速度为1mm/s～2m/s；左右导轨、上下导轨、前后导轨均设置长度标尺，长度标尺精度不小于0.1mm；

所述周向转动机构包括D型环结构、螺母、固定夹、螺栓；其中，D型环结构的竖直边固定在滑台上，通过螺栓、螺母联接固定夹，固定夹固定喷头，调松固定夹使喷头能够灵活转动，转动喷头至所需角度，然后调紧固定夹，固定喷头，由此使喷头实现水平方向360°转动；喷头固定时，通过调节螺栓、螺母的松紧和转动固定夹，使喷头实现竖直方向180°转动，D型环结构和固定夹标有刻度，精度不小于1°，通过周向转动机构能够测量不同倾角、不同方向的喷雾雾化过程的信息。

2.如权利要求1所述的一种喷雾试验系统，其特征在于，空压机满足最高排气压力不小于1.5MPa，最高排气量不小于280L/min；储液罐容积不低于20L，耐压等级不低于2MPa；调压阀调压范围为0.05～1.0MPa，调压精度0.01MPa；喷头可以为但不限于球头形扇形喷嘴、椭圆形扇形喷嘴、圆锥台形扇形喷嘴、平头系列扇形喷嘴，空心锥形喷嘴、实心锥形喷嘴、广角实心锥形喷嘴和LECHLER系列喷嘴；软管耐压能力不低于2MPa；储液罐储存的喷雾液体可以为但不限于水、悬浮剂溶液、乳浊剂溶液、可溶性水剂溶液、或以上溶液的混合溶液；空压机、储液罐、调压阀与喷雾液体接触部件表面涂有防腐蚀涂层，涂层厚度0.5mm～1mm；所述空压机提供压力，储液罐储存、提供喷雾液体，通过调压阀调节喷头压力进行喷雾。

3.如权利要求1所述的一种喷雾试验系统，其特征在于，所述高速摄像机的满分辨率像素值不小于2M，最小曝光时间不高于1um；满分辨率最高帧频不小于20000fps；光源强度不低于1000W；扩散板的面积大于测量喷雾面积，扩散板的厚度不小于3mm。

4.如权利要求1所述的一种喷雾试验系统，其特征在于，所述PDPA装置的测速范围为0.1～300m/s，测速精度0.1％，可测粒径范围为0.5～15000μm，粒径测量精度0.1％。

5.如权利要求1所述的一种喷雾试验系统，其特征在于，所述变介电常数电容传感器采用不锈钢材质，湿度量程0～100％，湿度分辨率0.1％，湿度精度±3％，当有液滴沉积时会改变介质的介电常数，通过电路对信息进行处理，发送至控制端，得出雾滴沉积量及飘移情况。