[发明专利]用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置及方法

权利要求书

1.用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，包括：液滴生成系统、高度调节系统、平板振动系统和可视化系统；平板振动系统用于使平板按设定振动频率和振幅振动，液滴生成系统位于平板振动系统的正上方，用于生成液滴撞击平板；高度调节系统用于调整液滴生成系统的高度，使液滴生成系统位于平板振动系统上方设定位置；平板与可视化系统处于同一水平线，可视化系统用于实时观察和拍摄液滴撞击平板后的破碎过程。

2.如权利要求1所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，所述液滴生成系统包括注射器(7)，注射器(7)固定在高度调节系统上，使注射器(7)的针头端朝向平板。

3.如权利要求1所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，高度调节系统包括移动滑块(6)和支架(4)，移动滑块(6)在支架(4)上的位置可调，调到设定位置后将移动滑块(6)固定在支架(4)上。

4.如权利要求1所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，所述平板振动系统包括信号发生器(2)、功率放大器(12)、激振器(11)、螺杆(10)和振动平板(9)；

振动平板(9)通过螺杆(10)螺纹连接在激振器(11)上，振动平板(9)处于水平状态；

信号发生器(2)通过功率放大器(12)与激振器(11)电连接，信号发生器(2)用于发出设定频率的振动信号，该振动信号经过功率放大器(12)放大后传递给激振器(11)；调整功率放大器(12)的电压用于调整激振器(11)的振幅。

5.如权利要求1所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，可视化系统包括示波器(14)、高速相机(15)和电脑(16)；

示波器(14)与平板振动系统电连接，用于采集平板振动系统的振动频率和振幅并将其显示在示波器(14)上；

高速相机(15)与电脑(16)电连接，并与平板振动系统处于同一水平线上，高速相机(15)用于实时拍摄液滴撞击平板振动系统的破碎过程，电脑(16)用于实时存储高速相机(15)拍摄的液滴撞击平板振动系统的破碎过程的图像信息。

6.如权利要求5所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，可视化系统还包括光源(1)和均光片(3)，光源(1)和均光片(3)与高速相机(15)相对，安放在平板振动系统的另一侧，均光片(3)用于将光源(1)的光线均匀投射到平板振动系统和高速相机(15)上。

7.如权利要求5所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，可视化系统还包括光电触发器(8)，光电触发器(8)固定在高度调节系统上，光电触发器(8)与高速相机(15)电连接；当液滴生成系统中的液滴滴下，掠过光电触发器(8)时，光电触发器(8)触发并将触发信号传递给高速相机(15)，高速相机(15)接收到触发信号后触发拍摄。

8.如权利要求2所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，液滴生成系统还包括推进器(5)，推进器(5)固定在高度调节系统上并朝向注射器(7)的手柄端，用于推动注射器(7)的手柄使注射器(7)产生液滴。

9.如权利要求8所述的用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置，其特征在于，液滴生成系统还包括推进器控制器(13)，所述推进器控制器(13)与所述推进器(5)电连接，用于控制推进器(5)的推拉运动。

10.用于研究液滴撞击振动平板破碎规律的实验装置的方法，它使用权利要求2所述的实验装置，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将吸取设定溶液后的注射器(7)安装在高度调节系统上，调节高度调节系统，使注射器(7)的针头在设定高度；

步骤二：将设定大小的尺子水平放在平板的中心处，记录下该图像，用于计算可视化系统的视窗的实际大小，作为后续实验过程中统计液滴破碎后的粒径大小的参照物；

步骤三：移除步骤二中的尺子；

步骤四：调节平板振动系统，使平板按照设定频率和振幅振动，设定时间后，推动注射器(7)生成液滴，可视化系统记录液滴撞击平板的破碎过程。