[發明專利]非接觸式測量軸對稱流體薄膜形態的實驗平臺

在審

• 申請號: 201910505761.5
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110132539A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 董龍剛;劉榮;李雪梅;陳雪
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 桂林市持衡專利商標事務所有限公司 45107
• 代理人: 黃瑋

本發明公開了一種非接觸式測量軸對稱流體薄膜形態的實驗平臺，包括流體流量控制裝置、流體薄膜制備裝置、圖像采集裝置和流體收集裝置，流體薄膜制備裝置包括安裝于機架頂部臺板底部的引流器；流體流量控制裝置包括設于頂部臺板上的注射泵，注射泵通過導管與引流器連通；流體收集裝置包括設于引流器下方的集液器，集液器通過XY軸平移滑臺安裝于Z軸升降滑臺上，Z軸升降滑臺設于機架的底部臺板上，引流器與集液器之間通過各自內部設置的夾頭牽拉有細絲；圖像采集裝置包括于細絲前、后位置設于機架上的相機和背光源。本發明通過采集的實驗圖像，可以提取出軸對稱流體薄膜的相關動力學特性，對中性高。

技術領域

本發明涉及對流體薄膜的實驗研究，具體為一種非接觸式測量軸對稱流體薄膜形態的實驗平臺。

背景技術

隨著流體動力學的不斷發展，對流體薄膜的實驗研究也不斷深入。

根據Rayleigh機制，表面張力引起界面失穩，導致流體薄膜在細絲上呈現滴狀序列結構，因此，我們通過實驗來研究流體薄膜的動力學理論。

薄膜的制備是實驗研究的基礎，要求薄膜形成軸對稱狀態，通過不同材料、直徑，不同流體、流速等情況下的薄膜流動實驗的測量，進行理論的分析。

然而接觸式測量會影響原始流動狀態，檢測元件會擾亂原流場而影響測量精度，導致無法測量或測量值與原始值相差太大，這使得測量工作無法進行或測量結果準確度難以保證。而對于目前常見的非接觸式測量方法，如電磁流量計，超聲波流量計，渦街流量計等又存在安裝與調試復雜，抗干擾能力差，可靠性、精度等級不高，重復性差，使用壽命短等局限性。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是提出了一種對不同細絲材料、直徑，不同流體、流速等情況下的軸對稱流體薄膜形態的非接觸式測量。

能夠解決上述技術問題的非接觸式測量軸對稱流體薄膜形態的實驗平臺，其技術方案包括基于機架設置的流體流量控制裝置、流體薄膜制備裝置、圖像采集裝置和流體收集裝置，其中：

1、所述流體薄膜制備裝置包括安裝于機架頂部臺板底部的引流器。

2、所述流體流量控制裝置包括設于頂部臺板上的注射泵，所述注射泵通過導管與引流器連通。

3、所述流體收集裝置包括設于引流器下方的集液器，所述集液器通過XY軸平移滑臺安裝于Z軸升降滑臺上，所述Z軸升降滑臺設于機架的底部臺板上，所述引流器與集液器之間通過各自內部設置的夾頭牽拉有細絲。

4、所述圖像采集裝置包括于細絲前、后位置設于機架上的相機和背光源，對應于相機配備有圖像采集卡和圖形工作站。

所述引流器的一種結構包括夾心上座、上定心夾頭、隔離套、引流下座和引流頭，所述夾心上座安裝于頂部臺板上，所述上定心夾頭同軸安裝于夾心上座內，所述隔離套于夾心上座內同軸套裝于上定心夾頭，隔離套底部設有同軸的墊板，所述引流下座同軸安裝于夾心上座底部并壓緊墊板，所述引流頭的上端部同軸安裝于引流下座內并與引流下座內同軸開設的儲液腔連通，引流下座側部與導管接通的進液孔道連通儲液腔，所述細絲上端穿過引流頭軸心穿絲孔道、引流下座上的同軸穿絲孔、墊板上的同軸穿絲孔、隔離套底部的同軸穿絲孔夾持在上定心夾頭上。

所述集液器的一種結構包括夾心座板、下定心夾頭、集液盒和細絲擋板，所述夾心座板安裝于XY軸平移滑臺上，所述下定心夾頭同軸安裝于夾心座板上，所述集液盒同軸設于夾心座板上，集液盒的底部凹套空套在下定心夾頭上，所述細絲下端穿過集液盒凹套上的軸心穿絲孔夾持在下定心夾頭上，所述細絲擋板設于集液盒的凹套上，細絲擋板的前斜端將細絲抵觸在穿絲孔邊緣上。

為便于集液盒的安裝和拆除，所述細絲擋板后端對應的集液盒的盒體內縮形成夾頭避讓口，所述細絲擋板安裝于夾頭避讓口上的板架上，所述板架上開設有細絲避讓槽口。

所述注射泵常規選擇采用注射器。