一种流动液膜发生装置及其使用方法与流程

技术特征：

1.一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述装置包括液膜生成装置（1）、液膜检测装置（2）、液膜运动调节装置（3），所述三个装置都有各自的处理控制模块，分别为液膜生成装置处理控制模块、液膜检测装置处理控制模块以及液膜运动调节装置处理控制模块，分别接受来自PC端的中央处理器指令并将相关信号反馈给中央处理器，结果显示在显示器上；在PC端输入液膜的相关目标参数后，该参数包括液膜厚度、液膜流动速度、液膜与水平面的夹角，中央处理器通过各个装置的处理控制模块调节相关设备的动作，共同生成指定参数的液膜：

所述液膜运动调节装置包括设备平台（3-1）、液膜槽（3-2）、滑槽（3-3）、限位块（3-4）、齿轮箱（3-5）、齿条（3-6）、连接立柱（3-7）、微型变频调速电机（3-8）、液压升降台（3-10）、底板（3-11）、液膜运动调节装置处理控制模块，所述液膜运动调节装置处理控制模块接受中央处理器的指令启动和调节微型变频调速电机（3-8）的速度以及液压升降台（3-10）的运动与偏转，所述微型变频调速电机（3-8）接受液膜运动调节装置处理控制模块的信号，所述微型变频调速电机（3-8）的传动轴与齿轮箱（3-5）连接，所述设备平台（3-1）为U型凹槽状，分左右两侧，右侧设备平台设有凹槽，用以安装液膜检测装置（2），所述设备平台（3-1）的凹槽内的两臂上对称设置两根齿条（3-6），所述齿条（3-6）与齿轮箱（3-5）里两边的齿轮相啮合，所述连接立柱（3-7）上端与液膜槽（3-2）焊接在一起，下端与齿轮箱（3-5）焊接在一起；所述液膜槽（3-2）底部设置四个滚轮（3-2-1），滚轮（3-2-1）卡入设置在U型凹槽内两臂的滑槽（3-3）内，所述滑槽（3-3）的各个端点处均设置限位块（3-4），所述设备平台（3-1）底部设置液压升降台（3-10），所述液压升降台（3-10）底部设置底板（3-11），用来支撑、固定、载重液压升降台；

所述液膜生成装置（1）包括水源供给系统、水量控制系统、液膜生成系统以及液膜生成装置处理控制模块；所述水源供给系统包括下水箱（1-1）、溢流管（1-2）、泵（1-3）、净化器一（1-4-1）、排气阀一（1-5-1）以及上水箱（1-6）；所述泵（1-3）提供动力将下水箱（1-1）中的液体介质经过净化器一（1-4-1）净化后注入到上水箱（1-6）中，溢流管（1-2）安装在上水箱（1-6）的上部，排气阀一（1-5-1）设置在上水箱（1-6）的上端面；所述水量控制系统包括电磁阀（1-7）、流量计（1-8）、净化器二（1-4-2）以及微型定量蠕动泵（1-9）；所述水量控制系统通过电磁阀（1-7）控制上水箱（1-6）中的出水，液体介质经过净化器二（1-4-2）净化后通过流量计（1-8），所述微型定量蠕动泵（1-9）控制液体介质进入到液膜生成系统中，所述液膜生成系统包括缓冲箱（1-10）、液膜刷（1-11）、刮刀（1-12）以及支架（1-14），液膜刷（1-11）连接在缓冲箱（1-10）底部，与缓冲箱同宽，刮刀（1-12）由硬质疏水塑料制成，与缓冲箱（1-10）同宽并与其连接在一起，所述微型定量蠕动泵（1-9）连接缓冲箱（1-10），缓冲箱（1-10）中液体的体积，采用等体积法将液体经液膜刷（1-11）以恒定流量均匀平铺到液膜槽内（3-2）；所述支架（1-14）焊接在设备平台（3-1）上，用以支撑和实现刮刀（1-12）和液膜刷（1-11）在支架(1-14)上往复垂直运动，所述液膜生成装置处理控制模块接受中央处理器的指令启动和调节泵（1-3）、电磁阀、支架（1-14）以及微型定量蠕动泵（1-9）的动作；

所述液膜检测装置包括步进电机（2-1）、丝杠（2-2）、光杠（2-3）、丝杠支撑座（2-4）、滑台（2-5）、双目摄像仪（2-6）、液膜检测装置处理控制模块，所述液膜检测装置处理控制模块接受中央处理器的指令启动和调节步进电机（2-1）的旋转以及双目摄像仪（2-6）的动作，所述步进电机（2-1）固定安装在设备平台（3-1）的凹槽内，接受液膜检测装置处理控制模块的脉冲信号，所述丝杠（2-2）上有螺纹，为步进电机（2-1）的传动轴，丝杠（2-2）以螺纹连接的方式穿过滑台（2-5），提供滑台（2-5）运动的扭矩，所述光杠（2-3）穿过并支撑滑台（2-5），同时穿过两端布置的丝杠支撑座（2-4），双目摄像仪（2-6）固定在滑台（2-5）上，随滑台（2-5）沿丝杠（2-2）做水平运动。

2.根据权利要求1所述的一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述齿轮箱（3-5）具有二级齿轮传动，包括一级主动直齿轮（3-5-1）、两个从动齿轮（3-5-2）以及二级齿轮（3-5-3），所述齿轮均为直齿轮，所述齿轮箱（3-5）下面焊接有四方壳体（3-9），用于固定放置微型变频调速电机（3-8），齿轮箱（3-5）中齿轮的轴与微型变频调速电机（3-8）输出轴链接在一起，其中一级主动直齿轮（3-5-1）带动左右两个从动齿轮（3-5-2），实现一级传动；同轴的二级齿轮（3-5-3）伸出齿轮箱外置，与设备平台的齿条（3-6）啮合，实现二级传动，带动液膜装置水平运动。

3.根据权利要求1所述的一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述液膜刷（1-11）连接在缓冲箱（1-10）底部，与缓冲箱同宽,液膜刷的材料为软性橡胶，中间密集布置了软毛细管（1-13），软毛细管（1-13）由纯聚氨酯制成，为单排布置、双排布置或多排布置。

4.根据权利要求1所述的一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述刮刀（1-12）由硬质疏水塑料制成，与缓冲箱同宽并与其连接在一起，刮刀上端与缓冲箱上端齐平，刮刀刀口与液膜刷最下端齐平，刮刀在液膜槽移动运动中将形成的液膜刮平，保证生成的液膜厚度均匀。

5.根据权利要求1所述的一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述缓冲箱（1-10）形状为倒三角，由透明有机玻璃制成，上端面设有排气阀（1-5-2），用于系统启动时排尽系统中的空气,缓冲箱的宽度与液膜生成的宽度相同。

6.根据权利要求1所述的一种流动液膜发生装置，其特征在于：所述双目摄像仪（2-6）包括两个高速摄像头（2-6-1），氙灯（2-6-2），灯光扩散板（2-6-3）。

7.一种流动液膜发生装置使用方法，其特征在于，利用权利要求 1 所述的系统，包括以下步骤：

（a）、装置开始使用前，开启泵（1-3）从下水箱（1-1）注水到上水箱（1-6）中，打开排气阀一（1-5-1）排尽装置内的空气，保证整个液膜生成装置在运行中注满水；

（b）、在PC端输入液膜的目标高度值以及与水平面的目标夹角，中央处理器将信号输出至液膜运动调节装置（3）中的液膜运动调节装置处理控制模块，使其控制液压升降台（3-10）的动作以及偏转角度；

（c）、在PC端输入液膜厚度目标值，中央处理器采用等体积法计算后将体积信号输出至液膜生成装置（1）中的液膜生成装置处理控制模块，液膜生成装置处理控制模块打开电磁阀（1-7）、调节液膜刷（1-11）及刮刀（1-12）在支架（1-14）上移动到液膜厚度目标刻度位置、启动微型定量蠕动泵（1-9），并将结果反馈给中央处理器；

（d）、液膜运动调节装置（3）中的运动调节处理控制模块接受中央处理器的信号，启动微型变频调速电机（3-8），液膜槽（3-2）在起始位置开始恒速v运动，同时微型定量蠕动泵（1-9）根据脉冲信号控制液体介质以恒定流量在液膜槽中平铺，流量计算公式如下：

q=2vd，单位为m³/s ，d为液膜厚度输入值，

刮刀在液膜槽移动过程中将形成的液膜刮平；

（e）、人工肉眼读取液膜槽（3-2）四个内壁面上的刻度读数，再求其平均值，即为形成的液膜厚度；

（f）、液膜检测装置（2）中的液膜检测装置处理控制模块接受中央处理器的信号，启动步进电机（2-1），移动滑台（2-5）到液膜检测区中心线位置，开启双目摄像仪（2-6）中的摄像头（2-6-1）以及氙灯（2-6-2），采集形成的液膜图像并输出至PC端的中央处理器；

（g）、中央处理器对图像处理分析，提取液膜特征，确定液膜水平面上等间距的四点高度坐标值，平均后即为所测液膜高度；

（h）、若双目摄像仪（2-6）测量的液膜厚度没有达到目标值，则重新向液膜槽注水；根据液膜厚度目标值与测量值之间的差值，中央处理器利用等体积法计算出所需的再次注水体积，液膜生成装置（1）中的液膜生成装置处理控制模块根据中央处理器输出信号，控制微型定量蠕动泵（1-9）再次向液膜槽注水，待液膜运动到液膜检测区，利用光电式测量方式和机械式测量方式再次检测液膜厚度，得到液膜厚度测量值，与PC端输入目标值比较，反复操作，直至液膜厚度相对误差≤0.1％，即为合格液膜；

（i）、在PC端输入液膜流动速度目标值，中央处理器根据齿轮箱的传动比，得出目标速度值下的电机频率，将此信号输出至液膜运动调节装置（3）中的液膜运动调节装置处理控制模块，以该频率再次启动微型变频调速电机（3-8），齿轮箱（3-5）转动带动齿轮啮合齿条，液膜槽（3-2）以目标速度恒速移动，液膜即具有相同的流动速度。