一种光散射法雾滴漂移量测试装置的制作方法

本发明涉及一种雾滴漂移量测试技术，具体为一种光散射法雾滴漂移量测试装置。

背景技术：

雾滴的漂移量测试方法主要是在风洞中进行，采用聚四氟乙烯绳(或者类似相同的绳子)进行雾滴漂移量测试，需要在测试绳子上收集漂移雾滴的含量，包括冲洗、称重、分析等复杂步骤，测试过程中绳子的吸水量容易饱和，需要有效控制雾滴的总流量。测试雾滴漂移量容易饱和

测试时需要多名测试人员在风洞内进行合作完成，由于大都是测试农药雾滴的测试量，会对测试人员的身体造成伤害；他的测试过程比较复杂，环节较多，人为干预因素也很多，所以测试结果大都不太稳定，而且测试成本比较大。

技术实现要素：

针对现有技术中雾滴漂移量测试测试绳子产生饱和现象、人为干预因素也很多导致测试结果不稳定等不足，本发明要解决的问题是提供一种不会产生饱和现象、人为干预很少、测试结果稳定性和重复性好的光散射法雾滴漂移量测试装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明一种光散射法雾滴漂移量测试装置，其包括底部支架、导轨、第一仪器主体、第二仪器主体、光电探测器，其中，导轨安装于底部支架上，第一仪器主体和第二仪器主体滑动安装于导轨上，在第一仪器主体和第二仪器主体上分别安装两个光电探测器，第一仪器主体内设有片状激光发射器。

所述片状激光发射器具有由激光器、光阑、鲍威尔棱镜以及非球面透镜依次布置形成的光路，其中激光器发出平行光斑，经过光阑的小孔进行滤波，再经过鲍威尔棱镜压缩成片状发散光斑，最后经过非球面透镜对发散片光斑进行准直，成为平行片光源。

在第二仪器主体内安装控制单元。

本发明具有以下有益效果及优点：

1.本发明采用激光散射法测试雾滴漂移量，可以产生片状激光，当雾滴进入测试区域，片状激光会产生类似水波纹的散射光，再由光电探测器进行采集，并计算得出雾滴的漂移量，节省时间成本、试验步骤的简单化、保护测试人员并提供可靠的试验结果。

2.由于本发明利用激光散射法测试雾滴的漂移量，不会存在测试聚四氟乙烯绳因为流量过大产生饱和的现象，也就避免了后期人工对测试聚四氟乙烯绳冲洗、称重时产生误差，利用电子控制来实现雾滴漂移量的全过程测试，重复性好，试验数据与结果可靠性高，避免之前认为测试某个环节的失败导致试验结果的不可靠。

3.本发明在原有测试雾滴漂移量的基础上采用激光散射法测试雾滴漂移量，采用超长信号传输，测试人员可以在远距离操控进行试验，避免人员和雾滴(有毒有害)接触从而对测试人员产生危害；还可以根据情况调整测试漂移量的距离和测量宽度，设置很灵活。

附图说明

图1为本发明光散射法雾滴漂移量测试装置结构示意图；

图2为本发明装置中片状激光发射器光路结构示意图。

其中，1为底部支架，2为导轨，3为第一仪器主体，4为光电探测器，5为片状激光，501为激光器，502为光阑，503为鲍威尔棱镜，504为非球面透镜，6为第二仪器主体。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。

如图1所示，本发明一种光散射法雾滴漂移量测试装置，包括底部支架1、导轨2、第一仪器主体3、第二仪器主体6、光电探测器4，其中，导轨2安装于底部支架1上，第一仪器主体3和第二仪器主体6以可移动的方式安装于导轨2上，光电探测器4为两个，分别安装在第一仪器主体3和第二仪器主体6上，第一仪器主体3内设有片状激光发射器。

如图2所示，片状激光发射器具有由激光器501、光阑502、鲍威尔棱镜503以及非球面透镜504依次布置形成的光路，其中激光器501发出平行光斑，经过光阑2的小孔进行滤波，再经过鲍威尔棱镜3压缩成片状发散光斑，最后经过非球面透镜对发散片光斑进行准直，成为平行片光源。

平行片光源的尺寸参数，如片厚度、片宽度等参数是通过选择鲍威尔棱镜和非球面透镜的光学参数来控制的。本发明通过片状激光发射器实现0.5毫米厚度的片状光源，使雾滴之间进入光束的距离可以很密集，这样对高浓度雾滴可以减少重复进入光束带来的信号误差，提高测量精度。

第一仪器主体3和第二仪器主体6安装在高精度导轨2上，底部支架1用于固定高精度导轨2，仪器主体3和仪器主体6间距可手动调整，好处是可以调整雾滴漂移量的横向距离，来适应不同的喷嘴或现场环境要求。

第一仪器主体3、第二仪器主体6相对设置，外部均为壳体结构，两个光电探测器4安装于壳体结构相对面上部同一高度位置上。

第一仪器主体3内部的片状激光发射器发射厚度0.5mm的片状激光，在第一仪器主体3和第二仪器主体6上(即片状光源前后位置)分别安装两个光电探测器4，不管雾滴落在片状光源的哪个位置上，其散射光强是两个光电探测器探测得到光强的总和，这样可以保证探测到得光强大小和雾滴下落到光束的位置无关，保证测试结果的准确性。

两光电探测器之间可调整的距离为10～2000mm。

本发明中的导轨2采用双导轨，平行安装于两个底部支架1之间；第一仪器主体3、第二仪器主体6底端设有多个轮，与双导轨紧密配合。紧密配合的轮与导轨不会轻易滚动，不易受外力干扰而移动位置。

两光电探测器之间可调整的距离为10～2000mm，本实施例为50mm。

本发明控制单元的控制核心安装于第二仪器主体6内。控制单元使用fpga并行采集方式同时采集两片ad，fpga是完全并行的工作模式，可以真正的做到同时采集，提高了ad的读取速度，然后通过dma方式传输给单片机stm32，不占用stm32内部资源，同时在stm32内部建立两个64kbyte的fifo，交替工作，使每次输出的数据量为64kbyte，从而保证了采集数据的时效性。在提升了ad采集速度及读取速度的同时，如果不提升stm32与pc之间的传输速度，即使采集速度再快对于pc端来说也无实际的意义，所以为了保证采集数据有效性必须提升stm32与pc之间的传输速度。现使用usb2.0(是usb1.1的30倍)协议传输数据，增加usb330phy芯片及高速usb驱动，能够传输的数据量更大，适应更高的采集速度，理论速度可达48mbyte，实际测试速度≥38mbyte完全满足要求。

本发明工作过程及原理如下：

雾滴由喷嘴喷出。当雾滴进入测试区即两个光电探测器4之间，会产生光散射，光电探测器4对产生的散射光接收，并由光信号转变成电信号，传输到信号采集传输模块后传入计算机进行数据处理，得出雾滴的漂移量。

第一仪器主体3中的片状激光发射器发射出0.5mm厚度的片状激光，进入第二仪器主体6的光陷(一种器件，使光束进入后不再有回射等现象)中，避免反射光对测试的影响。当漂移雾滴进入片状激光5后会产生光散射，散射光会被两个光电探测器4接收，两个光电探测器4将光信号转变成电信号，电信号进过信号采集传输模块处理，再经过计算机中计算得出雾滴的漂移量。由于粒度不同的雾滴所产生的散射光强度不同，所以再光电探测器上可以区分不同粒度大小的雾滴，这些雾滴会根据体积累计含量进行累计叠加从而统计得出雾滴漂移量。

由于本发明利用激光散射法测试雾滴的漂移量，不会存在测试聚四氟乙烯绳因为流量过大产生饱和的现象，也就避免了后期人工对测试聚四氟乙烯绳冲洗、称重时产生误差，本发明利用电子控制来实现雾滴漂移量的全过程测试，重复性好，试验数据与结果可靠性高，避免之前认为测试某个环节的失败导致试验结果的不可靠，本仪器采用超长信号传输，测试人员可以在远距离操控进行试验，避免人员和雾滴(有毒有害)接触从而对测试人员产生危害。还可以根据情况调整测试漂移量的距离和测量宽度，设置很灵活。综上所述，本发明，在原有测试雾滴漂移量的基础上采用激光散射法测试雾滴漂移量，可以节省时间成本、试验步骤的简单化、保护测试人员并可以提供可靠的试验结果。

本发明可以独立完成测试，也可以根据测试需求，进行串联，数量不限，可以满足雾滴漂移量在不同距离上的测试。