[發明專利]流式液滴光測量裝置及方法

在審

• 申請號: 201910192407.1
• 申請日: 2019-03-14
• 公開（公告）號: CN109827877A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發明（設計）人: 張樂翔;劉琪兒
• 申請（專利權）人: 張樂翔
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02;G01P5/18
• 代理公司: 蘇州中合知識產權代理事務所(普通合伙) 32266
• 代理人: 趙曉芳

本發明涉及流式液滴光測量裝置，用于對流體通道中的液滴進行測量，包括依次設置的用于產生激光的激光光源、用于對來自激光光源的激光進行分光的分光器、位于所述流體通道一側用于傳播并使分光后的激光射穿流體通道的光纖、位于流體通道另一側用于接收光纖射出的激光并將光信號轉化為電信號的光敏面電路板、一端與光敏面電路板連接以采集來自所述光敏面電路板的電信號的數據采集卡，數據采集卡的數據輸出口與電腦相連，流體通道上設有相距一定距離的至少兩個光纖檢測點，光纖的數目與光纖檢測點的數目相同。本發明由于采用上述雙耦合光阻測量裝置和方式，數據采集速度快，達到20Hz,存入的電腦硬盤能保證長時間紀錄。

技術領域

本發明屬于電子領域，尤其涉及一種流式液滴光測量裝置及方法。

背景技術

檢測微小液滴尺寸的方法有靜置拍照分析(掃場)和快速攝像機流式拍照(掃點)。前者受限于視野大小，且需要將液滴單層分布，后續統計分析繁瑣；后者受限于內存，一般只能記錄十幾到幾十秒的情況，另快門速度有限,流速高時油水界面模糊難辨。專利CN201410242630通過光阻設備實現流過的固體顆粒物計數，但該設備和方法不能獲得我們關心的流過物的尺寸大小、速度分布的信息。

發明內容

本發明的目的在于提出一種流式液滴光測量裝置及方法，可以實現快速的雙耦合光阻測量裝置和方法。

本發明的技術實施方案是：流式液滴光測量裝置，用于對流體通道中的液滴進行測量，包括依次設置的用于產生激光的激光光源、用于對來自激光光源的激光進行分光的分光器、位于所述流體通道一側用于傳播并使分光后的激光射穿流體通道的光纖、位于所述流體通道另一側用于接收所述光纖射出的激光并將光信號轉化為電信號的光敏面電路板、一端與所述光敏面電路板連接以采集來自所述光敏面電路板的電信號的數據采集卡，所述數據采集卡的數據輸出口與電腦相連，所述流體通道上設有相距一定距離的至少兩個光纖檢測點，所述光纖的數目與所述光纖檢測點的數目相同。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：還包括紅外線檢測卡，所述紅外線檢測卡用于將光纖射出的激光與流體通道對準，以使激光垂直射穿流體通道。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：所述的流體通道是橫截面為圓形或矩形，特征尺寸在亞微米或微米級的長直管道。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：所述的光敏面電路板包括多個光敏面接收元件、NBC接頭和電源，所述光敏面接收元件與所述光纖的數目相同且處于同一光路上，所述每個光敏面接收元件分別接至NBC接頭，所述電源接至相串聯的光敏面接收元件和NBC接頭的兩端，所述NBC接頭的輸出端為光敏面電路板的電信號輸出端。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：所述光敏面電路板和數據采集卡集成于同一盒子中，所述盒子上還設有光纖支架和光纖扣，所述光纖支架上開有光纖孔，所述光纖扣置于光纖孔中，光纖支架架設于盒子上以用于將光纖與盒內的光敏面接收元件對準。

基于上述目的，本發明的另一種技術實施方案是：流式液滴光測量方法，采用上述的流式液滴光測量裝置實現，包括：激光光源產生激光經分光器分光后進入光纖，光纖中的激光射出后，穿過液滴流經的流體通道進入光敏面電路板，光敏面電路板將接收到的激光的光信號轉化為電信號，數據采集卡采集光敏面電路板的電信號，并將電信號隨時間變化的信號文件保存至電腦中進行分析，每條光纖通道會保存一個電信號文件實現流式液滴光測量。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：液滴和油相的占有率α、η分別為：T是探測時間，T_Gi是探測液滴的時間，T_Li是探測油相的時間。

基于上述目的，本發明的進一步改進方案是：所述流式液滴光測量包括對液滴瞬時速度的測量：V＝S/T’,S為順著流體通道方向排布的兩條光纖之間的間隔，T’為液滴經過兩條光纖的時間差。