CN2852136Y - 一种示踪粒子发生器 - Google Patents

Abstract

一种示踪粒子发生器，主要用于激光多普勒测速设备(LDV)、粒子图像测速设备(PIV/SPIV)等粒子示踪型激光测量技术提供均匀稳定的示踪粒子，尤其适用于大型复杂设备的流场测量。其特点在于：由加热蒸发器、储液罐及加压泵、混合器及风扇、电源及控制系统组成，电源控制系统分别接加热蒸发器、储液罐、混合器和风扇，为上述部件提供电源；加压泵与储液罐连接，为储液罐加压，储液罐与加热蒸发器连接，加热蒸发器和混合器连接，混合器与风扇连接。其优点是，能够均匀稳定持续地产生示踪粒子，示踪粒子产生量大且连续可调，生成的示踪粒子直径在1－2微米左右，无毒无害，具有工作寿命长、可使用多种原料，以及使用成本低的一系列优点。

Description

一种示踪粒子发生器

技术领域

本实用新型涉及一种示踪粒子发生器装置，主要用于激光多普勒测速设备(LDV)、粒子图像测速设备(PIV/SPIV)等粒子示踪型激光测量技术提供均匀稳定的示踪粒子，尤其适用于大型复杂设备的流场测量。

背景技术

我国从国外购置了大量的LDV、PIV和SPIV设备，这类昂贵的激光测量设备都属于粒子示踪型激光测量技术，即它们都要利用示踪粒子测量流动速度。原来随仪器附带的粒子发生器产生的示踪粒子量比较小，不适用大型设备测量；近几年国外的这类仪器制造商也提供能够大量产生粒子的发生器(采用的是压力雾化的原理)，但是价格非常昂贵。国内目前没有专门为这里科学仪器配套研制的示踪粒子发生器，一般借用舞台烟雾发生器，但是它们不能均匀稳定发烟，或者寿命较短。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种用于LDV、PIV和SPIV设备的一种低成本的能够均匀、稳定、大量发烟的示踪粒子发生器，以解决大型设备测量中存在的缺乏合适的示踪粒子发生器的难题。

本实用新型的技术解决方案是：一种示踪粒子发生器，其特点在于：由加热蒸发器、储液罐及加压泵、混合器及风扇、电源及控制系统组成，电源控制系统分别接加热蒸发器、储液罐、混合器和风扇，为上述部件提供电源；加压泵与储液罐连接，为储液罐加压，储液罐与加热蒸发器连接，加热蒸发器和混合器连接，混合器与风扇连接。当加热蒸发器达到预设温度后，电源及控制系统向加压泵和风扇供电，发烟物料从储液罐经加压泵供给加热蒸发器，汽化后的物料喷入混合器，与风扇送入的冷却空气掺混后，形成烟雾，由通过混合器的喷口喷出。

在所述的混合器上还接有另一路加热器、加压泵和风扇，以构成双路发烟结构，在双路发烟结构中混合器只有一个发烟出口，通过电源及控制系统控制其中任意一路单独工作，或控制两路同时工作。

所述的加热蒸发器采用内外同时加热的方式，内部采用加热棒、外部采用加热片的加热方式，加热蒸发器这样大大增加了加热器的使用寿命的问题，它由金属制成的圆形芯子、内部加热棒、外部加热片、接嘴、喷嘴、隔热石棉和外壳组成；金属芯子内部安装圆形加热棒，外部安装加热片，采用同时加热的方式，内外加热器之间开有螺旋蒸发槽，接嘴安装在芯子左侧，喷嘴安装在螺旋蒸发槽的末端侧壁上，金属芯子与外壳之间填充隔热石棉。

混合器由金属外壳、内部隔板和发烟喷口组成，内外隔板约占三分之二混合器高度，上面开有多个孔，内外隔板安装在混合器底板上，发烟喷口安装在右侧板靠近底部。液体蒸汽与冷却空气在混合器内垂直相交，并在穿孔隔板产生的旋涡作用下，充分掺混，这样有效改善了发烟的不连续性。

所述的控制系统能够对加热温度自动控制，并向加压泵和风扇供电，同时具有超温报警、低温报警和液位报警的功能，它由开关面板、电源及控制电路板、数字式温控表、继电器、温度传感器和液位传感器组成，开关面板和数字式温控表安装在发烟机面板上，继电器、直流电源及控制电路板安装在发烟机底座上，温度传感器安装在加热蒸发器内部，液位传感器安装在储液罐内，相互之间通过电线连接。

本实用新型与现有技术相比的优点在于：能够均匀稳定持续地产生示踪粒子，示踪粒子产生量大且连续可调，生成的示踪粒子直径在1-2微米左右，无毒无害，具有工作寿命长、可使用多种原料，以及制造和使用成本低的一系列优点。

附图说明

图1为本实用新型的组成原理示意图；

图2为本实用新型的双路发烟结构的主视图；

图3为本实用新型的混合器内部结构示意图；

图4为本实用新型加热蒸发器的内部结构示意图；

图5为本实用新型的电源及控制系统的结构原理图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型由加热蒸发器1、储液罐2、加压泵3、混合器4、风扇5、电源及控制系统6组成，当面板上的电源开关和发烟开关打开后，电源及控制系统5向加热蒸发器1供电，当加热蒸发器1达到预设温度后，电源及控制系统5向加压泵3和风扇5供电，发烟物料从储液罐2经加压泵3供给加热蒸发器1，汽化后的物料喷入混合器4，与风扇5送入的冷却空气掺混后，形成烟雾，由混合器2的喷口喷出。经加热蒸发器1加热汽化后的物料与风扇的冷却空气，是从互相垂直的两个方向进入混合器4的，这样有效提高了发烟质量。发烟量的大小是通过改变面板上发烟旋钮进行控制的。电源及控制系统6相应地改变供给加压泵的电压，以改变进入加热蒸发器1的物料流量，从而实现发烟量的控制。

如图2所示，在双路发烟结构中，可以单独指定某一路发烟，也可让两路同时发烟，同时发烟时需要让两路加热蒸发器1、储液罐2及加压泵3同时工作。

如图3所示，混合器2的设计对于发烟质量有重要影响，本实用新型设计的混合器2的体积不小于整个粒子发生器体积的1/3。混合器4由金属外壳41、内部隔板42和发烟喷口43组成，隔板42约占三分之二混合器高度，上面开有多个孔，孔的尺寸在2cm左右，可根据实际情况进行调整，隔板42直接安装在混合器4的底板上，发烟喷口43安装在右侧板靠近底部。流入的液体蒸汽与冷却空气在混合器内垂直相交，并在穿孔隔板43产生的旋涡作用下充分掺混，这样有效改善了发烟的不连续性。

如图4所示，加热蒸发器1由金属制成的金属圆形芯子11、加热棒12、外部加热片13、接嘴14、喷嘴15、隔热石棉16和外壳17组成，圆形芯子11内部安装圆形加热棒12，外部安装加热片13，采用同时加热的方式，金属圆形芯子11靠近加热棒12的内部开有螺旋蒸发槽18，接嘴14安装在圆形芯子11的左侧，并与螺旋槽蒸发18的左端相接，喷嘴15安装在螺旋蒸发槽18的末端侧壁上，金属圆形芯子11与外壳17之间填充隔热石棉16。

如图5所示，电源及控制系统由开关面板61、电源及控制电路板62、数字式温控表63、继电器64、温度传感器65、液位传感器66组成，开关面板61和数字式温控表63安装在发烟机面板上，继电器64、电源及控制电路板62安装在发烟机底座上，温度传感器65安装在加热蒸发器1内部，液位传感器66安装在储液罐2内，相互之间通过电线连接。当开关面板61上的电源开关打开时，电源及控制电路板62向数字式温控表63供电，数字式温控表63供电自动检测温度传感器的温度值，当其温度值低于设定温度值时，数字式温控表63会控制继电器64吸合，开始向加热蒸发器1供电，当加热蒸发器1的温度升高到设定温度时即可发烟了；此时若打开发烟控制旋钮(电位计)，电源及控制电路板62则向风扇5和加压泵3同时供电，加压泵3的液体会流入加热蒸发器1，此时将开始发烟；发烟量的大小通过调整发烟开关的位置进行调整，当加大烟量时，电源及控制电路板62提高供给加压泵3的输出功率，加压泵3会增加物料的供给量，反之亦然；当加热蒸发器1的温度高于设定温度时，数字式温控表63会控制继电器64断开，反之若加热蒸发器1的温度低于设定温度时，数字式温控表63会控制继电器64吸合，从而控制加热蒸发器1的温度始终在设定温度附近。当某种非正常原因导致加热蒸发器1的温度超过设定温度20度以上，电源及控制电路板控制面板62上的超温指示灯发光，同时电路板上的蜂鸣器会报警，反之，当加热蒸发器1的温度低于设定温度20度以下，电源及控制电路板控制62面板上的低温指示灯发光，同时电路板上的蜂鸣器会报警，当低温指示灯亮时，电源及控制电路板62会自动降低供给加压泵3的功率，降低发烟量；电源及控制电路板62会自动检测储液罐4内液位传感器，当液位低于设定极限时，电源及控制电路板控制面板62上的液位指示灯发光，同时电路板上的蜂鸣器会报警，此时电源及控制电路板62会自动降低供给加压泵的功率，以降低发烟量。

电源及控制电路板62由控制模块、直流电源模块和交流电源模块组成，其中控制模块由温度传感器比较电路、液位传感器比较电路、电位计和蜂鸣器组成，温度传感器比较电路用于比较温度传感器65的输出电压与设定的最高电压(温度上限)和最低电压(温度下限)，若高于上限值则接通超温指示灯(发光二极管)和蜂鸣器，若低于下限值则接通低温指示灯(发光二极管)和蜂鸣器，同时分流供向加压泵3的电流，以降低其功率，减少物料的供给，从而减少发烟量；液位传感器比较电路用于比较液位传感器66的输出电压与设定的最低电压(液位下限)，若低于最低值则则接通液位指示灯(发光二极管)和蜂鸣器。

Claims (5)

1、一种示踪粒子发生器，其特征在于：由加热蒸发器、储液罐及加压泵、混合器及风扇、电源及控制系统组成，电源控制系统分别接加热蒸发器、储液罐、混合器和风扇，为上述部件提供电源；加压泵与储液罐连接，为储液罐加压，储液罐与加热蒸发器连接，加热蒸发器和混合器连接，混合器与风扇连接。

2、根据权利要求1所述的示踪粒子发生器，其特征在于：在所述的混合器上还接有另一路加热器、加压泵和风扇，以构成双路发烟结构，在双路发烟结构中混合器只有一个发烟出口，通过电源及控制系统控制其中任意一路单独工作，或控制两路同时工作。

3、根据权利要求1或2所述的示踪粒子发生器，其特征在于：所述的加热蒸发器由金属制成的圆形芯子、内部加热棒、外部加热片、接嘴、喷嘴、隔热石棉和外壳组成，金属芯子内部安装圆形加热棒，外部安装加热片，采用同时加热的方式，内外加热器之间开有螺旋蒸发槽，接嘴安装在芯子左侧，喷嘴安装在螺旋蒸发槽的末端侧壁上，金属芯子与外壳之间填充隔热石棉。

4、根据权利要求1或2所述的示踪粒子发生器，其特征在于：所述的混合器由金属外壳、内部隔板和发烟喷口组成，内部隔板占三分之二混合器高度，上面开有多个孔，内部隔板安装在混合器底板上，发烟喷口安装在右侧板靠近底部。

5、根据权利要求1或2所述的示踪粒子发生器，其特征在于：所述的电源及控制系统由开关面板、电源及控制电路板、数字式温控表、继电器、温度传感器和液位传感器组成，开关面板和数字式温控表安装在发烟机面板上，继电器、电源及控制电路板安装在发烟机底座上，温度传感器安装在加热蒸发器内部，液位传感器安装在储液罐内，相互之间通过电线连接。