[實用新型]一種噴霧粒徑分布二維掃描檢測裝置

有效

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• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN204203041U
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發(fā)明（設計）人: 楊傳民;陳誠;王心宇;董肖云;陳國營
• 申請（專利權）人: 天津商業(yè)大學
• 主分類號: G01N15/02
• 分類號: G01N15/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標代理有限公司 12107
• 代理人: 仝林葉

技術領域

本實用新型涉及生物基材料成型技術及裝備領域中噴霧粒徑分布檢測領域，更具體地說，是涉及一種基于精密伺服驅動二維掃描的脈沖噴霧粒徑分布檢測裝置。

背景技術

包裝是食品制造過程的獨立元素，給人們生活帶來便利。綠色包裝是實現(xiàn)包裝工業(yè)可持續(xù)發(fā)展，減少因包裝而帶來的環(huán)境污染問題的重要途徑，可食性包裝膜及蔬菜基材料以其原料來源豐富、可持續(xù)、可食、無污染等優(yōu)越性，成為新興包裝領域研究的一大熱點。蔬菜復合紙大豆蛋白液噴涂技術，采用蛋白液電子脈沖噴涂方法，通過設置脈沖噴涂的流量、氣壓、液壓等相關參數(shù)，將特定配比蛋白溶液通過高頻脈沖噴嘴噴出，形成扇形噴霧，涂覆在相關基材上，經(jīng)過烘干、整形，形成復合包裝材料。噴涂霧化的物理過程，直接關系復合材料的相關性能指標。噴涂的均勻性，粒徑的一致性，噴霧顆粒空間密度分布等性能參數(shù)對最終覆膜的性能具有直接而重要的影響。扇形噴霧顆粒的粒徑大小、密度分布等物理參數(shù)，不僅與噴頭物理結構有關，同時與噴霧氣壓、液壓、流量及噴嘴脈沖頻率直接相關。針對不同參數(shù)下噴霧的霧化性能，需要設計大量的比對實驗。不僅要測量噴霧的輪廓造型，還需要研究噴霧的粒徑分布。

由于噴霧本身存在氣液兩相流的物理特性，在空間中分布較為復雜。在扇形噴霧輪廓內部，噴霧的空間密度與粒徑分布隨著噴涂參數(shù)的變化而變化。在某一確定噴涂參數(shù)條件下，噴霧的粒徑分布與扇形噴霧空間密度分布形成某種動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)。研究人員利用激光粒度儀能夠檢測到空間中某噴霧確定位置的相關粒徑大小。扇形噴霧在空間中，不同位置的噴霧粒徑存在不同的分布特性。局限于激光粒度儀設備的使用方式，很難將其移動，來實現(xiàn)對噴霧輪廓內各個?位置的粒徑進行實時測量,進而難以表述噴霧在空間中整體的噴涂特性與霧化情況。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是，解決噴霧粒徑分布檢測技術的局限與不足，提供一種噴霧粒徑分布二維掃描檢測裝置。

本實用新型噴霧粒徑分布二維掃描檢測裝置，通過下述技術方案予以實現(xiàn)，所述二維掃描檢測裝置包括支撐臺架，二維移動單元，線性模組，光柵尺，伺服驅動單元，伺服控制單元和激光粒度儀系統(tǒng)；所述激光粒度儀系統(tǒng)由激光光源部分和激光接收部分組成，所述激光光源部分包括激光光源和光源調整平臺，激光光源內安裝透鏡；激光接收部分包括激光接收器、鏡頭、針孔和接收器調整平臺，鏡頭安裝在激光接受器的前端，鏡頭前方的調整平臺頂端安裝針孔；

所述支撐臺架由左底座、右底座、左立架、右立架、橫梁和支撐架固定組成；二維移動單元由水平直線導軌、左垂直導軌和右垂直導軌組成；水平直線導軌固定在支撐架前側面，光柵尺固定在支撐架上表面，水平直線導軌內安裝水平線性模組，移動平臺與水平線性模組固定，噴嘴安裝在移動平臺上；左垂直導軌固定于左立架上，左垂直線性模組固定于左垂直導軌內，右垂直導軌固定于右立架上，右垂直線性模組固定于右垂直導軌內，支撐架的兩端分別設置于左垂直導軌和右垂直導軌內；伺服驅動單元由驅動噴嘴的水平移動伺服電機、驅動支撐架的左垂直移動伺服電機和右垂直移動伺服電機組成，伺服控制單元控制伺服驅動單元；伺服控制單元連接運動控制計算機，激光接收器連接數(shù)據(jù)分析計算機；

激光光源部分和激光接收部分水平對置，噴嘴置于激光光源部分和激光接收部分之間空間的上部位置，噴霧垂直向下噴出，利用噴嘴的移動，實現(xiàn)基于激光粒度儀的噴霧粒徑二維掃描檢測。

上述線性模組是基于滾珠絲杠驅動的，所述水平直線導軌、左垂直導軌和右垂直導軌的兩端分別安裝極限位置限位器。

所述伺服驅動單元通過聯(lián)軸器將伺服電機與線性模組連接。

本實用新型噴霧粒徑分布二維掃描檢測方法，按照下述步驟進行，

S1：安裝調節(jié)激光粒度儀系統(tǒng)，并保證激光光源部分和激光接收部分之間有足夠的空間能夠放置噴霧粒徑分布二維掃描檢測裝置；

S2：安裝需要進行測試的噴嘴，并調整噴嘴位置，保證噴嘴垂直向下；

S3：啟動運動控制計算機和數(shù)據(jù)分析計算機，通過控制左垂直移動伺服電機和右垂直移動伺服電機使水平支撐架配合激光粒度儀系統(tǒng)，處于合理的高度；通過控制水平移動伺服電機使得脈沖噴嘴配合激光粒度儀系統(tǒng)，處于激光粒度儀系統(tǒng)發(fā)射激光的正上方；

S4：啟動氣泵，設置噴霧氣壓、液壓，以及脈沖噴涂的頻率；

S5：噴霧穩(wěn)定后，啟動二維移動平臺，根據(jù)設計好的路徑，調整噴頭和激光粒度儀光線的相對位置；