[发明专利]利用高速摄影机辅助拍摄超声波空化气泡的研究方法

说明书

本发明提出一种利用高速摄影机辅助拍摄超声波空化气泡的研究方法，采用高速摄影机作为辅助拍摄装置，结合可视化超声波装置，用于拍摄超声波空化气泡的溃灭过程。可用于观察超声波空化气泡的过程，从而拓展超声波空化的应用领域。并通过试验证明了其可以实现磷酸铁锂电池回收中的空化气泡可视化。

技术领域

本发明属于超声波空化气泡的研究装置技术领域，涉及一种利用高速摄影机辅助拍摄超声波空化气泡的研究方法。

背景技术

超声波清洗是利用超声波在液体中的空化作用、加速度作用及直进流作用对液体和污物直接、间接的作用，使污物层被分散、乳化、剥离而达到清洗目的。但是由于空化气泡直径小，溃灭速度快，目前并没有合适的研究装置能够观察到超声波中空化气泡的产生和溃灭。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷和不足，本发明的目的在于提供一种利用高速摄影机辅助拍摄超声波空化气泡的研究方法，可用于观察超声波空化气泡的过程，从而拓展超声波空化的应用领域。并通过试验证明了其可以实现磷酸铁锂电池回收中的空化气泡可视化。

其具体采用以下技术方案：

一种利用高速摄影机辅助拍摄超声波空化气泡的研究方法，其特征在于：采用高速摄影机作为辅助拍摄装置，结合可视化超声波装置，用于拍摄超声波空化气泡的溃灭过程。

进一步地，将试样通过夹具固定在超声波换能器表面，将所述超声波换能器置于盛水的玻璃缸当中，诱导水中空化气泡产生，水面高度没过试样至少5cm；在空化过程中，采用高速摄影仪进行观察，确定空化气泡产生的最佳位置。

进一步地，所述超声波换能器包括在长方体不锈钢容器内设置的两个40KHZ，100W的喇叭式振子，用于将电信号转化为超声波；所述超声波换能器连接可调超声波发生器，用于控制超声波的频率和大小。

进一步地，所述高速摄影机采用iX Cameras公司型号为i-speed7的高速摄影仪，搭配康佳微距镜头，通过三脚架调整高速摄影机高度，使之能以最合适的角度拍摄到空化泡对试样的脱落作用；采用闪光灯用于补光。

进一步地，包括以下步骤：

步骤S1：将试样采用四周固定方式固定在换能器表面；

步骤S2：将微距镜头安装至高速摄影仪上，安装完毕后，将高速摄影仪升至与换能器水平；

步骤S3： 针对超声波空化过程进行摄像机焦距、像素、水平分辨率和背光补偿的调试试验；设置高速摄影仪单位时间的拍摄帧数为10000帧/秒；

步骤S4：通过调整闪光灯设备位置，将闪光灯的光线聚集至换能器表面；

步骤S5：启动超声波发生器，初步观察气泡的产生位置，微调高速摄影仪拍摄位置，开启拍摄；

步骤S6：导出拍摄数据。

进一步地，所述玻璃缸的尺寸为30*18*20cm，厚度为5mm。

相比于现有技术，本发明及其优选方案提供了能够观察超声波空化气泡的技术手段，为利用超声波溃灭产生的空化气泡进行清洗或回收的进一步试验提供了有效支撑，能够帮助优化和验证这些试验。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步详细的说明：

图1本发明实施例试验装置俯视示意图。

图2本发明实施例超声换能器结构示意图。

图3本发明实施例试验装置整体布局示意图。

图4本发明实施例设计的可透视玻璃缸示意图。

图中：1-可透视玻璃缸；2-磷酸铁锂试样；3-试样夹具；4-超声波换能器；5-闪光灯；6-高速摄影仪；7-超声波发生器。

具体实施方式