[发明专利]一种具有反馈控制功能的液滴发生器及其反馈控制方法

权利要求书

1.一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：包括容纳液体的容腔、压力保持组件以及振动扰动组件；压力保持组件向容腔内部供给液体并保持相对于外部环境的正压；还包括连通容腔内部和外部环境的喷孔，用于喷射液体流；喷孔附近设置振动扰动组件，振动扰动组件具有激振元件，激振元件与喷孔所在构件连接，激振元件传递振动至喷孔；还包括反馈控制组件，反馈控制组件包括振幅检测传感器。

2.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：所述振动扰动组件还包括振杆，振杆的一端连接于激振元件，振杆的另一端由容腔的内部延伸至出液口附近，激振元件通过支撑件固定于容腔的内部或外部。

3.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：所述振幅检测传感器是激光位移传感器。

4.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：所述喷孔位于孔板上，孔板固定连接于所述容腔壁面。

5.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：所述振幅检测传感器检测孔板的振幅，具体检测孔板振动波腹处的振幅。

6.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：所述激振元件采用压电片或压电陶瓷。

7.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：还包括压力传感器和/或温度传感器，监测容腔内部液体的压力和/或温度。

8.如权利要求1所述的一种具有反馈控制功能的液滴发生器，其特征在于：在所述的出液口中设置过滤器。

9.一种液滴发生器的反馈控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1.1：开机试运行液滴发生器，预估设置喷孔的初始振幅设定值，控制器控制作用于激振元件的信号功率，使用激光位移传感器检测喷孔的振幅；

步骤1.2：检测液滴发生器产生的液滴直径、连续多个液滴的直径偏差、以及液滴频率参数；

步骤1.3：调节振幅设定值，控制器控制喷孔振幅至振幅设值，使液滴直径和频率符合预期，并且连续多个液滴的直径偏差在预期范围内；

步骤1.4：连续运行液滴发生器，如果不希望改变液滴尺寸，则保持振幅设定值不变。

10.如权利要求9所述的一种液滴发生器的反馈控制方法，其特征在于步骤1.3具体包括如下步骤：

步骤2.1：采集施加到射流上的实际振幅值A(i)；

步骤2.2：用设定幅值A减去实际幅值A(i)，得出差值e(i)；

步骤2.3：利用下面公式所示的增量式PID算法，计算功率放大器放大倍数的增量Δk(i)：

Δk(i)＝K_p[e(i)-e(i-1)]+K_ie(i)+K_d[e(i)-2e(i-1)+e(i-2)]

其中，K_p为比例系数，K_i为积分系数，K_d为微分系数，e(i-1)为前一次测量的差值，e(i-2)为再前一次测量的差值；

步骤2.4：设置功率放大器的放大倍数k为k+Δk(i)，然后重复上述步骤；

在开机后的最初两次采集到振幅时，e(i-1)、e(i-2)不存在，设其值为0。