[實用新型]一種控制氣泡運動的裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201922145537.8
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN211436161U
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張志軍;莊麗
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學（北京）
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型屬于氣泡動態(tài)行為控制領(lǐng)域，具體涉及一種控制氣泡運動的裝置，包括用于生成氣泡的毛細管支架(2)、毛細管(3)和微量注射器(4)，用于運動驅(qū)動的揚聲器(1)、功率放大器(6)、運算放大器(7)和電源(10)，用于運動控制的數(shù)據(jù)采集卡(8)和計算機(9)；毛細管(3)固定在揚聲器(1)的振膜上，氣泡產(chǎn)生并穩(wěn)定附著于毛細管(3)末端；通過調(diào)控揚聲器(1)的振動參數(shù)，控制氣泡運動。本實用新型實現(xiàn)了對氣泡運動狀態(tài)和運動速度的精確控制，試驗操作安全、簡便，可應(yīng)用于化工、環(huán)保、海洋、生物、醫(yī)藥以及核工業(yè)等眾多領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于氣泡動態(tài)行為控制技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種控制氣泡運動的裝置。

背景技術(shù)

氣泡運動在化工、環(huán)保、海洋、生物、醫(yī)藥以及核工業(yè)等眾多領(lǐng)域具有重要地位。在化工領(lǐng)域中，經(jīng)常利用氣泡來加速反應(yīng)裝置中的物質(zhì)混合、熱量交換和化學反應(yīng)過程，了解氣泡的生成及運動特性，就能對這些化工過程實現(xiàn)良好的控制；在環(huán)境保護領(lǐng)域，利用氣泡技術(shù)來提高去污、清潔和凈水等工藝過程的處理效率；在醫(yī)藥領(lǐng)域，對運動氣泡的研究已用超聲設(shè)備診斷中；在核工業(yè)領(lǐng)域，通過研究氣泡的動力學特性來研究液體核態(tài)沸騰換熱的機理。因此氣泡動態(tài)行為的研究具有重要的實用價值和科學意義。

目前，國內(nèi)外學者對氣泡行為進行了大量研究，這些研究多是針對靜止環(huán)境中的氣泡行為，也有少數(shù)上升氣泡的動態(tài)行為研究，但是缺少對氣泡本身運動狀態(tài)的精確控制。靜止條件下展開的研究難以分析運動對氣泡的影響；運動狀態(tài)下上升氣泡難以實現(xiàn)氣泡運動狀態(tài)的精確控制。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種運動狀態(tài)多樣、運動速度可控并且控制精確高的控制氣泡運動的裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案為：

一種控制氣泡運動的裝置，包括由毛細管支架2、毛細管3和微量注射器4組成的氣泡生成系統(tǒng)，由揚聲器1、功率放大器6、運算放大器7、數(shù)據(jù)采集卡8、計算機9和電源10組成的運動控制系統(tǒng)；其中，毛細管3通過毛細管支架2固定在揚聲器1振膜上；計算機9利用虛擬儀器軟件設(shè)計一個信號發(fā)生器，依次連接數(shù)據(jù)采集卡8、運算放大器7、功率放大器6和揚聲器1；功率放大器6和運算放大器7由電源10供電。

毛細管支架2包括支架主體和固定件兩個零件，兩零件間為可拆連接；支架主體通過AB膠固定在揚聲器1振膜上；支架主體和固定件的中心均有一通孔，毛細管3穿過支架主體的通孔，由固定件配合固定。

毛細管3頂端通過毛細軟管與微量注射器4相連；透明水槽5內(nèi)盛有液體，毛細管3末端浸于透明水槽5的液體內(nèi)。

計算機9利用虛擬儀器軟件LabVIEW設(shè)計一個用于設(shè)置和輸出多種波形的虛擬信號發(fā)生器。

電源10連接運算放大器7和功率放大器6為其供電；數(shù)據(jù)采集卡8具有數(shù)模轉(zhuǎn)換功能，計算機9上信號發(fā)生器產(chǎn)生的信號經(jīng)數(shù)據(jù)采集卡8、運算放大器7和功率放大器6輸送給相連的揚聲器1。

揚聲器1為電動式揚聲器，采用一體化金屬結(jié)構(gòu)振膜。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有以下優(yōu)點：

1.試驗裝置通過調(diào)控揚聲器的多種振動方式，實現(xiàn)了對單氣泡的多種運動狀態(tài)和運動速度的精確控制。

2.毛細管支架的兩個零件為可拆連接，并且具有緊固功能，方便更換不同粗細的毛細管，滿足試驗中不同氣泡大小的需求；同時，毛細管支架使毛細管與揚聲器振膜穩(wěn)定連接，保證了氣泡運動的穩(wěn)定性和準確性。

3.結(jié)合虛擬儀器技術(shù)，實現(xiàn)了對揚聲器多種振動參數(shù)的調(diào)控，軟件設(shè)計靈活，設(shè)備搭建簡單，試驗操作安全、方便。

下面結(jié)合附圖，對本實用新型的具體實施方式作詳細說明。

附圖說明