[发明专利]模拟气雾化制粉过程的设备及其原位观测系统和观测方法

权利要求书

1.一种模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，所述实验系统包括模拟气雾化制粉过程的设备，以及成像装置；

所述设备包括气体输出压力控制装置、液体射流装置和气液回收处理装置；

所述气体输出压力控制装置，包括气瓶(10-3)和喷气孔(10-5)；

气瓶(10-3)内的气体通过气管(10-4)到达喷气孔(10-5)进入箱体(20-1)的工作腔室内，通过气瓶(10-3)气体出口设置的调压阀(10-2)控制气体的输出压力；

所述液体射流装置，包括箱体(20-1)、位于箱体(20-1)底部的底盘(20-4)，以及设于压力控制水箱出水口处的喷嘴(30-3)、设于箱体(20-1)上的气体压力阀(20-3)；

所述底盘(20-4)用于收集喷嘴(30-3)喷射的液滴；压力控制水箱的出水经喷嘴(30-3)进入箱体(20-1)的工作腔室内；

所述气液回收处理装置(20-2)，设于箱体(20-1)底部，且位于底盘(20-4)下方；

所述设备的压力控制水箱内的液体中加入示踪颗粒(30-7)；所述示踪颗粒(30-7)为不溶且密度与液体密度相当的颗粒，质量分数不超过液体质量的5％,且颗粒粒径为10-100微米；

所述成像装置包括：

-观测装置(40-1)，可以调节其位置，观测箱体(20-1)的工作腔室内的气雾化过程；所述观测装置(40-1)包括高速相机、纹影仪；所述观测装置(40-1)位于箱体(20-1)外与X射线(40-2)同侧；

-X射线(40-2)，穿透箱体(20-1)，用于观测工作腔内的液体内部细节；

-X射线闪烁计数器(40-3)，位于箱体(20-1)外与X射线(40-2)相对的一侧，且设于光路系统前，用来计时，时间度量；

-光路系统，包括反射镜(40-4)、准直透镜(40-5)、聚焦镜(40-6)、成像器(40-7)和显示器(40-8)，处理的是穿透箱体(20-1)后的X射线(40-2)的信息，完成实时成像；所述成像器(40-7)包括X射线TDI相机。

2.根据权利要求1所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，箱体(20-1)的四周采用聚酰亚胺薄膜材料。

3.根据权利要求1所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，所述底盘(20-4)采用疏水材料制作，底盘(20-4)和箱体(20-1)底部用滑轮接触，可水平移动。

4.根据权利要求1所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，所述压力控制水箱包括第一压力控制水箱(30-1)和第二压力控制水箱(30-2)，所述第二压力控制水箱(30-2)与喷嘴(30-3)连接，采用连通器原理控制液面高度从而控制压力。

5.根据权利要求4所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，所述第一压力控制水箱(30-1)上设有浮子(30-5)、摇杆滑块机构以及补偿液体阀门(30-6)；通过浮子(30-5)利用摇杆滑块机构控制补偿液体阀门(30-6)开闭，补偿水流。

6.根据权利要求4所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，喷嘴(30-3)与第二压力控制水箱(30-2)之间通过射流阀门(30-4)连接。

7.根据权利要求1所述的模拟气雾化制粉工艺过程的原位观测实验系统，其特征在于，压力控制水箱内的液体选自水、硅油、丙酮。

8.一种采用权利要求1～7中任一项所述的原位观测实验系统进行模拟气雾化制粉工艺过程原位观测的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤一，打开观测装置(40-1)，对准观测位置，调节好设备参数和X射线产生装置参数；

步骤二，根据工艺需求，打开气瓶(10-3)阀门，调节调压阀(10-2)控制气体压力输出；

步骤三，根据工艺需求在压力控制水箱中加液体，并加入示踪颗粒(30-7)，调整液面高度，控制液体输出压力值，然后打开射流阀门(30-4)，等水流稳定，并打开外部光源(20-5)对准观测区域；

步骤四，开始实验，采集图像信息；完成后关闭射流阀门(30-4)、调压阀(10-2)；观测底盘(20-4)上的液滴细节信息，以及处理图像信息。