[發明專利]一種具有反饋控制功能的液滴發生器及其反饋控制方法

在審

• 申請號: 202011162482.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112317222A
• 公開（公告）日: 2021-02-05
• 發明（設計）人: 付新;陳俊逵;胡亮;阮曉東
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B05B17/04
• 分類號: B05B17/04;B05B12/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

1.一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：包括容納液體的容腔、壓力保持組件以及振動擾動組件；壓力保持組件向容腔內部供給液體并保持相對于外部環境的正壓；還包括連通容腔內部和外部環境的噴孔，用于噴射液體流；噴孔附近設置振動擾動組件，振動擾動組件具有激振元件，激振元件與噴孔所在構件連接，激振元件傳遞振動至噴孔；還包括反饋控制組件，反饋控制組件包括振幅檢測傳感器。

2.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：所述振動擾動組件還包括振桿，振桿的一端連接于激振元件，振桿的另一端由容腔的內部延伸至出液口附近，激振元件通過支撐件固定于容腔的內部或外部。

3.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：所述振幅檢測傳感器是激光位移傳感器。

4.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：所述噴孔位于孔板上，孔板固定連接于所述容腔壁面。

5.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：所述振幅檢測傳感器檢測孔板的振幅，具體檢測孔板振動波腹處的振幅。

6.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：所述激振元件采用壓電片或壓電陶瓷。

7.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：還包括壓力傳感器和/或溫度傳感器，監測容腔內部液體的壓力和/或溫度。

8.如權利要求1所述的一種具有反饋控制功能的液滴發生器，其特征在于：在所述的出液口中設置過濾器。

9.一種液滴發生器的反饋控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟1.1：開機試運行液滴發生器，預估設置噴孔的初始振幅設定值，控制器控制作用于激振元件的信號功率，使用激光位移傳感器檢測噴孔的振幅；

步驟1.2：檢測液滴發生器產生的液滴直徑、連續多個液滴的直徑偏差、以及液滴頻率參數；

步驟1.3：調節振幅設定值，控制器控制噴孔振幅至振幅設值，使液滴直徑和頻率符合預期，并且連續多個液滴的直徑偏差在預期范圍內；

步驟1.4：連續運行液滴發生器，如果不希望改變液滴尺寸，則保持振幅設定值不變。

10.如權利要求9所述的一種液滴發生器的反饋控制方法，其特征在于步驟1.3具體包括如下步驟：

步驟2.1：采集施加到射流上的實際振幅值A(i)；

步驟2.2：用設定幅值A減去實際幅值A(i)，得出差值e(i)；

步驟2.3：利用下面公式所示的增量式PID算法，計算功率放大器放大倍數的增量Δk(i)：

Δk(i)＝K_p[e(i)-e(i-1)]+K_ie(i)+K_d[e(i)-2e(i-1)+e(i-2)]

其中，K_p為比例系數，K_i為積分系數，K_d為微分系數，e(i-1)為前一次測量的差值，e(i-2)為再前一次測量的差值；

步驟2.4：設置功率放大器的放大倍數k為k+Δk(i)，然后重復上述步驟；

在開機后的最初兩次采集到振幅時，e(i-1)、e(i-2)不存在，設其值為0。