[发明专利]可调式低电压气泡发生器

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种气泡发生装置。

背景技术

水中气泡的动态特性一直是现代科学各研究领域关心的重要基础性问题，在船舶、海洋、医疗、工业等各个领域都有关于气泡的研究和应用。在船舶领域，气泡可以通过减小船体与水面接触面积提高其航速，而船舶推进器形成的气泡又是螺旋桨破坏的主要因素；在海洋领域，海浪破碎生成的气泡是吸收二氧化碳的主要途径；在医疗领域，通过在血液中注射微气泡可以增加超声波成像的对比度；在其他工业领域中，气泡的应用还包括超声波空化气泡清洗、环境保护等。为了能够在实验室环境下经济、安全、可重复性的研究水下气泡动态特性，国内外很多实验室都在水槽中生成气泡。但很多装置电路复杂，操作繁琐，对实验人员有很高的技术要求。同时，很多气泡发生装置只能针对一种或少数几种实验工况设计，成本高通用性差，不能广泛适应不同的气泡实验需求。因此，设计出一套整合的可调式低电压气泡发生和拍摄方法，通过把控制电路封装成一体化设备，提供直观的操作面板，由实验人员直接用开关控制充电电压和触发时刻，可以大大简化气泡实验操作的难度。实验水槽通过可水平及垂直滑动的导轨和电极可精确控制气泡产生位置，提高实验精度。该套设备对实验环境要求宽松，前期准备时间短，可以让研究人员投入更多的精力到实验研究中去，对研究气泡动态特性具有重要的应用价值。

与本发明相关的文献和专利有：1、水中脉冲电晕放电等离子体特性及气泡运动，《高电压技术》；2、激光泡最大泡半径的测试与分析，《水动力学研究与进展(A辑)》；3、水下爆炸气泡脉动特性的试验研究，《哈尔滨工程大学学报》。其中文献1：采用大间距水中脉冲电晕放电实验，充电电压范围为2.5-10KV。文献2：采用激光生成空泡，研究侧重激光能量与气泡最大半径的关系。文献3：采用高速摄像机记录水下爆炸气泡的运动。该方法实验成本高，操作复杂实验周期长，且很难重复进行。

发明内容

本发明的目的在于提供可以重复生成相同尺度的电火花气泡、也可在指定位置生成不同尺度气泡的可调式低电压气泡发生器。

本发明的目的是这样实现的：

本发明可调式低电压气泡发生器，其特征是：包括交流转直流电源、电容、滑动变阻器、限流电阻、保护电阻、交流接触器、电压表、充电开关、放电开关、充电指示灯、放电指示灯、电源指示灯，交流转直流电源接地后，交流转直流电源的输入端子与交流电插座相连，电源指示灯与交流转直流电源的输入端子并联，交流转直流电源的输出端子与限流电阻、滑动变阻器、限流电阻依次串联形成闭合回路，保护电阻、电容、第一交流接触器依次串联后与滑动变阻器并联构成充电电路，电容分别与放电输出端子、第二交流接触器串联构成放电电路，第一充电开关与第一交流接触器、充电指示灯依次串联后并连接入交流电路中，第二充电开关与第二交流接触器、充电指示灯依次串联后并联接入交流电路中，第一电压表与滑动变阻器并联，第二电压表与电容并联。

本发明的优势在于：本发明相比以往的气泡发生装置在操作性、可重复性、安全性、实验周期、实验成本上均有巨大的优势。

附图说明

图1为利用本发明可调式低电压气泡发生器的专业测量装置示意图；

图2为本发明的电路示意图；

图3为本发明气泡测量装置的水箱；

图4为本发明气泡测量装置的滑动导轨；

图5为本发明的实施电路图。

具体实施方式

下面结合附图举例对本发明做更详细地描述：

结合图1～5，本发明可以采用普通220V交流电压，实验环境宽松。气泡发生电路及控制电路集成在气泡发生装置内部，提供直观友好的操作面板，操作简便易于掌握，可以让研究人员不受繁琐的实验操作影响，投入更多的精力到实验中。通过滑动变阻器及调节旋钮、电源输出电压表、充电电容、充电电压表及充电开关组成的独创的低电压双可调式设计，可以在0-200V范围内指定满足实验要求的直流输出电压，实时观测电容充电情况，并在充电电压达到预定值时闭合充电开关以控制充电电压。该装置可以通过调整电压实现不同尺度的气泡半径，并可采用相同电压实现相同尺度气泡的重复实验，可调滑轨的设计可以满足不同的实验研究需要。同时该装置采用外壳接地和内部采用交流接触器分离充放电电路、控制电路的措施，最大限度的保证装置的安全性可靠性。