CN110095252A - 磁性液滴加速器及其工作方法 - Google Patents

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王锁芳
李鹏飞
董伟林
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Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
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    • G01—MEASURING; TESTING
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    • G01M10/00—Hydrodynamic testing; Arrangements in or on ship-testing tanks or water tunnels
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
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Abstract

本发明公开了磁性液滴加速器及其工作方法，涉及液滴动力学领域，加速器包括液滴发生器、激光信号采集器、螺线管、线圈炮模块和控制器。液滴发生器产生的磁性液体从螺线管正上方滴入螺线管内，在螺线管入口处，即液滴即将落入螺线管的位置处，设置激光信号采集器。线圈炮模块连接螺线管并为螺线管供电，线圈炮模块和激光信号采集器均连接控制器。本发明占用空间小，便于安放布置。本发明通过线圈炮原理对磁性液滴进行加速，并通过改变线圈炮模块中的升压模块的输出电压，进而控制液滴的加速度，达到控制液滴速度的目的。本发明液滴加速度的可调范围大，液滴加速稳定。

Description

磁性液滴加速器及其工作方法
技术领域
本发明涉及液滴动力学领域，尤其涉及了磁性液滴加速器及其工作方法。
背景技术
液滴加速对液滴动力学的研究至关重要。通常科研人员在研究液滴动力学时，液滴依靠重力进行加速，然而由于空气阻力的影响，液滴很难达到科研人员所要求的速度。
发明内容
本发明提供了磁性液滴加速器及其工作方法，能够对液滴加速，控制液滴的速度，从而使液滴符合科研要求。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
磁性液滴加速器包括：激光信号采集器、螺线管、线圈炮模块、控制器。
液滴发生器产生的磁性液体从螺线管正上方滴入螺线管内，在螺线管入口处，即液滴即将落入螺线管的位置处，设置激光信号采集器。线圈炮模块连接螺线管并为螺线管供电，线圈炮模块和激光信号采集器均连接控制器。
进一步的，线圈炮模块包括电源、升压器、第一开关、第二开关、电容、电感。电源和第一开关连接组成的支路和升压器的输入端并联，升压器的输出端和电容并联，电容和第二开关和电感连接组成的支路并联，电容的正负极和螺线管的正负极分别连接，第一开关和第二开关均连接控制器。
本发明还提供了磁性液滴加速器的工作方法，适用于磁性液滴加速器，包括以下步骤：
S1、第一开关闭合、第二开关断开，电源对电容充电；
S2、磁性液滴经过激光信号采集器，激光信号采集器形成阻断信号并传递至控制器；
S3、控制器收到阻断信号后控制第一开关断开、第二开关闭合，电容向螺线管放电；
S4、螺线管通电后给磁性液滴加速。
进一步的，电容电压大小与液滴获得加速度大小成正比。
本发明有益效果是：
本发明利用升压器改变电容器内的电压，电容器放电，通电线圈内的磁性液滴获得不同的加速度，进而得到不同的液滴速度，使得液滴速度符合科研要求；本发明缩小了液滴加速区域，使得结构紧凑，便于安装布置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
本发明实施例提供了磁性液滴加速器，如图1所示，包括：激光信号采集器3、螺线管4、图中虚框内的线圈炮模块6、控制器9。
液滴发生器1产生的磁性液滴2从螺线管4正上方滴入螺线管4内，在螺线管4入口处，即液滴2即将落入螺线管4的位置处，设置激光信号采集器3。螺线管4外的线圈尽量贴近螺线管4进口，并且线圈缠绕尽量紧密。
线圈炮模块6连接螺线管4并为螺线管4供电，线圈炮模块6和激光信号采集器3均连接控制器9。
线圈炮模块6包括电源、升压器7、第一开关5、第二开关8、电容、电感。电源和第一开关5连接组成的支路和升压器7的输入端并联，升压器7的输出端和电容并联，电容和第二开关8和电感连接组成的支路并联，电容的正负极和螺线管的正负极分别连接，第一开关5和第二开关8均连接控制器9。
本实施例还提供了磁性液滴加速器的工作方法，包括以下步骤：
1) 液滴发生器1产生磁性液滴2，液滴2落入其正下方的螺线管4内。
2）液滴2经过激光信号采集器3，激光信号采集器3形成阻断信号，信号经线路传递到控制器9。
3)线圈炮模块6中，在产生阻断信号之前，为避免电容器内的电压损失，第一开关5为闭合状态，开关8为断开状态，充电线路经升压器7对电容器进行供电。通过调节升压器的输出电压，进而调节电容器电压。
4）阻断信号形成后，控制器9先断开第一开关5后，瞬时打开第二开关8，电容器放电，进而加速磁性液滴2，加速后的液滴从螺线管出口射出。
可加速液滴的直径范围为0.1~4mm，为保证液滴在加速器中不破碎，对于小尺寸液滴，加速度的可调范围大；对于大尺寸液滴，加速度可调范围较小。
本发明有益效果是：
本发明利用升压器改变电容器内的电压，电容器放电，通电线圈内的磁性液滴获得不同的加速度，进而得到不同的液滴速度，使得液滴符合科研要求；本发明缩小了液滴加速区域，使得结构紧凑，便于安装布置。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.磁性液滴加速器，其特征在于，包括：激光信号采集器、螺线管、线圈炮模块、控制器，
液滴发生器产生的磁性液体从螺线管正上方滴入螺线管内，在螺线管入口处，设置激光信号采集器，
线圈炮模块连接螺线管并为螺线管供电，线圈炮模块和激光信号采集器均连接控制器。
2.根据权利要求1所述的磁性液滴加速器，其特征在于，所述线圈炮模块包括电源、升压器、第一开关、第二开关、电容、电感，
电源和第一开关连接组成的支路和升压器的输入端并联，升压器的输出端和电容并联，电容和第二开关和电感连接组成的支路并联，电容的正负极和所述螺线管的正负极分别连接，第一开关和第二开关均连接所述控制器。
3.磁性液滴加速器的工作方法，适用于如权利要求1所述的磁性液滴加速器，其特征在于，包括以下步骤：
S1、第一开关闭合、第二开关断开，电源对电容充电；
S2、磁性液滴经过激光信号采集器，激光信号采集器形成阻断信号并传递至控制器；
S3、控制器收到阻断信号后控制第一开关断开、第二开关闭合，电容向螺线管放电；
S4、螺线管通电后给磁性液滴加速。
4.根据权利要求3所述的磁性液滴加速器的工作方法，其特征在于，所述电容电压大小与所述液滴获得加速度大小成正比。
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