[發(fā)明專利]一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201911361503.0
• 申請日: 2019-12-26
• 公開（公告）號: CN111006971A
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李明;關(guān)子杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中南大學(xué)
• 主分類號: G01N13/00
• 分類號: G01N13/00;G01N13/04;G01N21/84
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所(普通合伙) 43114
• 代理人: 熊靖宇

1.一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：包括水平布設(shè)的水平底座，所述水平底座上安裝有水準(zhǔn)儀，所述水平底座中部設(shè)有礦塵放置面，所述礦塵放置面上設(shè)有觀測區(qū)，所述觀測區(qū)的正上方固定有微量注射裝置，所述微量注射裝置的出液口面向礦塵放置面的觀測區(qū)，所述礦塵放置面的一側(cè)設(shè)置有LED光源，另一側(cè)設(shè)置有第一高速攝影機(jī)和第二高速攝影機(jī)，所述第一高速攝影機(jī)和第二高速攝影機(jī)的目標(biāo)點(diǎn)為礦塵放置面的觀測區(qū)，所述第一高速攝影機(jī)的工作端與目標(biāo)點(diǎn)處于同一水平面，第二高速攝影機(jī)的工作端和目標(biāo)點(diǎn)的連線與水平面的夾角為45°～90°。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述水平底座上安裝有第一螺旋升降臺，所述礦塵放置面設(shè)置在第一螺旋升降臺的頂部升降平臺上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述第一高速攝影機(jī)和第二高速攝影機(jī)分別安裝在第二螺旋升降臺和第三螺旋升降臺的升降平臺上。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述微量注射裝置包括微量注射泵和安裝在微量注射泵內(nèi)的微量進(jìn)樣器，所述微量注射泵通過固定板與水平支架連接，所述水平支架通過豎直支架固定在水平底座上。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述微量注射泵與控制裝置電連接，所述第一高速攝影機(jī)15和第二高速攝影機(jī)18與計算機(jī)電連接。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述礦塵放置面的表面設(shè)有光滑的疏水材料層。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的試驗裝置，其特征在于：所述微量注射裝置的出液口距離礦塵放置面為0.5cm。

8.一種研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的方法，使用權(quán)利要求1至7任意一項所述的試驗裝置，其特征在于：包括以下步驟：

a：將待試驗的礦塵放入干燥箱干燥，溫度設(shè)置為50℃，干燥時間為30min，干燥完成后取出備用；

b：將礦塵鋪設(shè)在礦塵放置面上，對礦塵壓實(shí)，測量礦塵表面厚度，保證礦塵的厚度為2-4mm；

c：將第一、第二高速攝影機(jī)與計算機(jī)連接，打開LED光源，調(diào)整第一、第二高速攝影機(jī)的拍攝角度，將第一、第二高速攝影機(jī)的目標(biāo)點(diǎn)設(shè)置在礦塵放置面的觀測區(qū)，設(shè)置第一、第二高速攝影機(jī)的參數(shù)，照片拍攝的時間間隔為500μs，分辨率為512*512；

d：設(shè)置微量注射裝置的參數(shù)，微量注射裝置吸液時吸液量為10μl，排液時排液量為7μl，排液速度為1.18μl/s；

e：在液滴將要下落的瞬間，開始進(jìn)行拍攝，拍攝完成后對所拍照片進(jìn)行保存分析。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的研究液滴與礦塵表面接觸碰撞行為的方法，其特征在于：所述第一高速攝影機(jī)拍攝照片總數(shù)為10000張，第二高速攝影機(jī)拍攝照片總數(shù)為25000張。