[实用新型]一种控制气泡运动的装置

说明书

本实用新型属于气泡动态行为控制领域，具体涉及一种控制气泡运动的装置，包括用于生成气泡的毛细管支架(2)、毛细管(3)和微量注射器(4)，用于运动驱动的扬声器(1)、功率放大器(6)、运算放大器(7)和电源(10)，用于运动控制的数据采集卡(8)和计算机(9)；毛细管(3)固定在扬声器(1)的振膜上，气泡产生并稳定附着于毛细管(3)末端；通过调控扬声器(1)的振动参数，控制气泡运动。本实用新型实现了对气泡运动状态和运动速度的精确控制，试验操作安全、简便，可应用于化工、环保、海洋、生物、医药以及核工业等众多领域。

技术领域

本实用新型属于气泡动态行为控制技术领域，具体涉及一种控制气泡运动的装置。

背景技术

气泡运动在化工、环保、海洋、生物、医药以及核工业等众多领域具有重要地位。在化工领域中，经常利用气泡来加速反应装置中的物质混合、热量交换和化学反应过程，了解气泡的生成及运动特性，就能对这些化工过程实现良好的控制；在环境保护领域，利用气泡技术来提高去污、清洁和净水等工艺过程的处理效率；在医药领域，对运动气泡的研究已用超声设备诊断中；在核工业领域，通过研究气泡的动力学特性来研究液体核态沸腾换热的机理。因此气泡动态行为的研究具有重要的实用价值和科学意义。

目前，国内外学者对气泡行为进行了大量研究，这些研究多是针对静止环境中的气泡行为，也有少数上升气泡的动态行为研究，但是缺少对气泡本身运动状态的精确控制。静止条件下展开的研究难以分析运动对气泡的影响；运动状态下上升气泡难以实现气泡运动状态的精确控制。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种运动状态多样、运动速度可控并且控制精确高的控制气泡运动的装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案为：

一种控制气泡运动的装置，包括由毛细管支架2、毛细管3和微量注射器4组成的气泡生成系统，由扬声器1、功率放大器6、运算放大器7、数据采集卡8、计算机9和电源10组成的运动控制系统；其中，毛细管3通过毛细管支架2固定在扬声器1振膜上；计算机9利用虚拟仪器软件设计一个信号发生器，依次连接数据采集卡8、运算放大器7、功率放大器6和扬声器1；功率放大器6和运算放大器7由电源10供电。

毛细管支架2包括支架主体和固定件两个零件，两零件间为可拆连接；支架主体通过AB胶固定在扬声器1振膜上；支架主体和固定件的中心均有一通孔，毛细管3穿过支架主体的通孔，由固定件配合固定。

毛细管3顶端通过毛细软管与微量注射器4相连；透明水槽5内盛有液体，毛细管3末端浸于透明水槽5的液体内。

计算机9利用虚拟仪器软件LabVIEW设计一个用于设置和输出多种波形的虚拟信号发生器。

电源10连接运算放大器7和功率放大器6为其供电；数据采集卡8具有数模转换功能，计算机9上信号发生器产生的信号经数据采集卡8、运算放大器7和功率放大器6输送给相连的扬声器1。

扬声器1为电动式扬声器，采用一体化金属结构振膜。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

1.试验装置通过调控扬声器的多种振动方式，实现了对单气泡的多种运动状态和运动速度的精确控制。

2.毛细管支架的两个零件为可拆连接，并且具有紧固功能，方便更换不同粗细的毛细管，满足试验中不同气泡大小的需求；同时，毛细管支架使毛细管与扬声器振膜稳定连接，保证了气泡运动的稳定性和准确性。

3.结合虚拟仪器技术，实现了对扬声器多种振动参数的调控，软件设计灵活，设备搭建简单，试验操作安全、方便。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作详细说明。

附图说明