[发明专利]用于大型喷雾场激光粒度仪的光路切换装置及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷雾头雾化性能评价领域，属于对大流量、大覆盖喷雾场液滴颗粒度测量相关技术设备，与喷雾激光粒度仪配合使用，具体涉及一种用于大型喷雾场激光粒度仪的光路切换装置及使用方法。

背景技术

喷雾液滴的直径大小，即液滴粒度，表征喷雾头雾化工质的能力，是用于评价喷雾头雾化效果的关键性指标之一。在喷雾头的设计研发及技术验证过程中，需要通过试验测试的方法对喷雾形成的雾化液滴颗粒度进行实地测量，以验证喷雾头的技术特性。使用激光粒度仪进行粒度分布测量是目前常用的测量方法。激光粒度仪根据光的散射原理工作，平行光束穿过大小不同的颗粒，光束经过大颗粒的散射角较小，经过小颗粒的散射角较大，散射后的光束经过透镜折射到光电探测器上，不同大小颗粒的散射光投射到光电探测器的不同位置处，进而即可得到不同尺寸颗粒散射图数值，再由此确定待测区域内颗粒粒径范围及分布情况。对于日常用到小流量压力喷嘴，喷雾激光粒度仪具有较好的适用性。

在实际试验生产实践中发现，针对大流量、大覆盖的以核电厂安全壳喷雾头及稳压器喷雾头为代表的大型喷淋场喷雾头，喷淋覆盖范围直径可达五米及以上，而且液滴浓度较高，使激光粒度仪的使用具有一定的局限性。首先，喷雾激光粒度仪在测试之前需要调整测试背景至适当的值才能进行样品测量，对于大流量喷雾头测试，自系统开启至形成稳定的喷淋场需要一定的时间，为测试带来很多不便，每调节一次工况均需要将整个系统关闭，重新调节测试背景无误后，再将系统启动调节喷雾头流量至需要测试的工况。使每个工况的调节及测试时间长，效率低。同时由于背景测试与样品测试之间间隔时间较长，无法保证测量时的背景稳定不变，即可能会引入测量误差。另一方面大流量喷雾头的流量密度比较高，液滴非常密集，使激光衰减程度过高，激光接收端接收到的光信号较微弱，导致测量不准确。所以激光粒度仪不适合直接用于大型喷雾场的液滴粒度测试，要使激光粒度仪能够适用于大型喷雾场的粒度测量需要添加适当的附加装置，使仪器工作在合适的测试条件下。

目前尚未有以激光粒度仪为测试主体的测试系统能够满足高流量、大覆盖面的大型喷雾场的测试需求。

例如，中国专利104865171A公开了一种喷头雾化三维液滴粒径谱动态测试系统及其使用方法。系统通过在框式试验台架的两侧壁各安装一个引导移动装置，以及电动螺旋升降机和行程开关，在侧壁外侧设计一刻度尺，电动螺旋升降机丝杆部分配置一个两端安装圆柱型导轨的横梁，并设计激光束挡板机构和回水循环收集系统。该发明确保激光粒度仪能测量喷头喷施液滴的完整动态雾化过程，保证激光粒度仪对液滴粒径测试结果的可靠性。但是大型喷雾场激光粒度测试中需要解决液滴浓度过高及背景测量与样品测量快速切换的问题，该项发明并未涉及这些问题，因此该测试系统不适用大型喷雾场的激光粒度测量。

又如，中国专利201410034846.7涉及一种喷嘴气雾特性的测试装置，包括测试装置箱体，喷嘴，测试平台系统，气路和水路系统，以及激光成像系统。本装置用来测试不同喷嘴在不同气压水压下，不同喷射高度下的液滴粒径，液滴速度，不同位置处的水流密度，液滴粒径分布等气雾特性。但是该发明测试区域采用封闭式结构，不能进行大型喷雾场的喷雾特性测试，也无法解决液滴浓度过高及背景测量与样品测量快速切换的问题。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的缺点，解决实际问题，提供了一种用于大型喷雾场激光粒度仪的光路切换装置及使用方法，本发明解决了大型喷雾场液滴浓度过高及背景测量与样品测量快速切换的问题，实现了大型喷雾场液滴粒度的快速连续可靠测量；装置结构简单可靠，易于调节，切实有效，有效增强了激光粒度仪在大型喷雾场粒度测量中的适用性、易用性和准确性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种用于大型喷雾场激光粒度仪的光路切换装置，包括转动中轴3，转动中轴3两端转动设置在基座立柱1上，且两端还分别转动设置有光路对中器5和对位的光路对中器11，光路对中器5和对位的光路对中器11上端开有通光孔13；转动中轴3上通过遮光套筒立柱8固定设置有随转动中轴3一同转动的一体式遮光套筒4和分离式遮光套筒7，所述一体式遮光套筒4和分离式遮光套筒7间互成预设角度；还包括激光粒度仪发射极12和激光粒度仪接收极6。

所述分离式遮光套筒7中间间隔位置处管外径设计了末端锥度14，靠近边缘部分壁厚逐渐增厚使端面倾斜，内径保持不变。

所述一体式遮光套筒4和分离式遮光套筒7内表面均涂以黑色吸光涂层，减少不必要的光线反射。