[發(fā)明專利]一種可調節(jié)的氣泡切割裝置及其可視化實驗系統(tǒng)

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• 申請日: 2022-07-14
• 公開（公告）號: CN115201194A
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發(fā)明（設計）人: 張曉光;李金銘;趙莎;劉麗;李紅艷
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;B01J19/18;G06T7/62
• 代理公司: 北京識然知識產權代理事務所(普通合伙) 11975
• 代理人: 王丹

1.一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于，包括可調節(jié)的氣泡切割裝置；

所述可調節(jié)的氣泡切割裝置包括豎直螺桿，氣泡切割片，水平滑塊，反應器，豎直滑塊，水平螺桿，豎直導桿，水平導桿，水平步進電機，連接桿，步進電機控制器，固定柱，夾片，豎直步進電機。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于：氣泡切割片與毛細管的有效切割空間相對位置設置為精確可調節(jié)，所述毛細管出口的中心點設置為參考點，所述水平滑塊用于帶動豎直滑塊、連接桿、夾片以及氣泡切割片在水平范圍移動，所述豎直滑塊用于帶動連接桿、夾片、氣泡切割片在豎直范圍移動，所述夾片用于更換和固定氣泡切割片，所述夾片包括調節(jié)旋鈕，所述調節(jié)旋鈕的氣泡切割角度的調節(jié)范圍設置為0°～180°。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于：所述氣泡切割片的厚度設置為d～3d，所述氣泡切割片的高度設置為d～4d，所述氣泡切割片的水平調節(jié)范圍設置為－d～d距離，所述氣泡切割片的豎直調節(jié)范圍設置為6d～14d距離。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于：所述豎直導桿設置為用于對水平滑塊和豎直滑塊起連接和導向作用的光滑導向桿，所述豎直導桿的數(shù)量設置為兩個，所述豎直導桿與水平滑塊、豎直滑塊上下兩端的連接處均設置有用于增加摩擦力的墊片，所述水平導桿設置為用于對固定柱和水平滑塊起連接和導向作用的光滑導向桿，所述水平導桿的數(shù)量設置為兩個，所述水平導桿與固定柱、水平滑塊的連接處均設置有用于增加摩擦力的墊片。

5.根據(jù)權利要求1所述的一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于：所述豎直螺桿和水平螺桿的螺紋均采用梯形螺紋或其他傳動精度比較高的螺紋且其螺距不超過1mm，所述豎直螺桿長度可貫穿水平滑塊和豎直滑塊，所述水平螺桿長度可貫穿固定柱和水平滑塊。

6.一種可調節(jié)的氣泡切割裝置的可視化系統(tǒng)，采用如權利要求1-5任意所述的一種可調節(jié)的氣泡切割裝置，其特征在于，包括可視化實驗裝置，所述可視化實驗裝置包括光源，電滑軌，高速攝影機，計算機，所述光源，電滑軌，高速攝影機，計算機之間設置為電控連接，所述可調節(jié)的氣泡切割裝置中氣泡切割片放置的目標位置(X_c,Y_c)的確定模式包括自動調節(jié)模式和手動調節(jié)模式，自動調節(jié)模式通過高速攝影機將氣泡運動的過程的拍攝結果傳遞到計算機，由圖像處理程序進行氣泡運動過程的圖像處理提取氣泡邊界，最終獲得氣泡的等效直徑D_b、寬高比W/H、氣泡的形心位置(X_b,Y_b)、水平和豎直方向運動速度V_x和V_y等參數(shù)，計算機的CPU根據(jù)函數(shù)計算出氣泡切割片放置的較佳目標的切割位置(X_c,Y_c)，并反饋給步進電機控制器，步進電機控制器控制水平步進電機和豎直步進電機將氣泡切割片移動到目標切割位置，實現(xiàn)自動調控，所述用于計算最佳切割位置與切割前氣泡的特征參數(shù)之間函數(shù)關系的計算公式為：X_c＝f(D_b,W/H,X_b,V_x)和Y_c＝g(D_b,W/H,Y_b,V_y)；

其中，f(D_b,W/H,X_b,V_x)＝a₁×W/H×D_b+a₂×X_b+a₃×V_x；

g(D_b,W/H,Y_b,V_y)＝b₁×W/H×D_b+b₂×Y_b+b₃×V_y。