[发明专利]一种无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置

权利要求书

1.一种无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，包括透明耐压密封罩、信号控制单元、声悬浮单元、环境可控单元及光学观测单元；

所述信号控制单元设置在透明耐压密封罩外，用于提供产生球形液滴的驻波信号以及令球形液滴瞬时破碎信号，传输给声悬浮单元；所述声悬浮单元设置在透明耐压密封罩内，接收驻波信号产生呈空间三维正交的驻波声场生成球形液滴，然后接收瞬时破碎信号诱导球形液滴破碎；所述环境可控单元用于控制透明耐压密封罩内的压力和温度；所述光学观测单元设置在透明耐压密封罩外，用于观测球形液滴破碎过程并记录；

所述信号控制单元包括信号发生器、功率放大器、示波器及瞬时脉冲单元；信号发生器用于产生正弦超声信号；功率放大器用于将所述正弦超声信号功率放大一定倍数；示波器用于观测驻波的形成；瞬时脉冲单元用于控制输入一瞬时强信号，使球形液滴破碎；信号发生器、功率放大器、示波器以及瞬时脉冲单元顺次连接；

所述声悬浮单元包括换能器、分线器、半球形支架、超声发射端及超声反射端；换能器设置在透明耐压密封罩内顶部，换能器下端通过分线器与半球形支架相连，半球形支架内安装有三个呈空间三维正交的超声发射端；三个超声反射端固连在透明耐压密封罩底部，且三个超声反射端分别与三个超声发射端相对；三个超声发射端通过分线器同步连接换能器，输入同频同功率且同相位的驻波信号。

2.如权利要求1所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，每个超声发射端和超声反射端均固定连接变幅杆，利用变幅杆调节超声发射端和超声反射端距三维轴线交汇点距离。

3.如权利要求1所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述声悬浮单元还包括支架，用于固定支撑换能器，支架上设有液滴注入位置的参考标识，所述参考标识与三维正交点位于同一水平高度。

4.如权利要求1所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述环境可控单元包括铜加热丝、气压表及温度计；

所述透明耐压密封罩上设有通气孔，用于调节透明耐压密封罩内的压力；所述铜加热丝设置在透明耐压密封罩底部；由气压表和温度计监测透明耐压密封罩内的压力和温度。

5.如权利要求1所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述光学观测单元包括电脑、高速摄像机、透明平面视窗、毛玻璃片以及光源；

透明平面视窗安装在透明耐压密封罩两侧面，所述光源、高速摄像机分别设置在透明耐压密封罩两侧，所述毛玻璃片设置在透明平面视窗与光源之间，且光源、高速摄像机、毛玻璃片、透明平面视窗与三维正交点位于同一水平高度；所述电脑与高速摄像机电连，记录球形液滴破碎过程。

6.如权利要求5所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述透明耐压密封罩和透明平面视窗采用石英玻璃，且外部喷涂保温材料。

7.如权利要求5所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述透明耐压密封罩和透明平面视窗之间设有柔性密封圈。

8.如权利要求1所述的无接触振动诱导球形液滴破碎可视化装置，其特征在于，所述透明耐压密封罩包括一端开放的圆筒壳体和下端盖，工作时下端盖将圆筒壳体封闭，圆筒壳体和下端盖之间设有密封圈。