限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置及应用的制作方法
【专利摘要】本发明涉及限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置及应用，测试装置包括测试顶板、正负压力表及数据处理器，测试顶板固定在雾化器上部，待测导液管与测试顶板螺纹连接，待测导液管的下部伸入到雾化器内部，待测导液管伸入到雾化器内的长度通过待测导液管与测试顶板之间的螺纹调节，待测导液管的上部与正负压力表数据连接，数据处理器与正负压力表连接，正负压力表检测雾化器内的压力数据，并将其传输给数据处理器，数据处理器通过压力数据确定待测导液管伸出长度的最佳值；待测导液管上开设有测量待测导液管相对于测试顶板前进距离的螺旋微测刻度。与现有技术相比，本发明具有结构简单、操作方便、测试精确度高等优点。
【专利说明】限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置及应用
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置及应用，属于气雾化(沉积)工艺领域。
【背景技术】
[0002]气雾化的沉积或制粉工艺已经成为重要的先进材料制备工艺。随着喷射沉积、粉末冶金以及3D打印等技术的不断发展，沉积坯产品要求更致密、粉末产品要求更细小、尺寸均一、圆形度更好，这就对气雾化工艺的优化和稳定提出了更为苛刻的要求。
[0003]为了满足要求，需要对气雾化的沉积或制粉工艺的重要环节进行改进和调整。
[0004]雾化过程的顺利进行主要需要有足够的负压抽吸熔体以及对液流足够的破碎冲击力，因此，平均负压及压力波动正是分别用以表征上述两个关键参数。而且，对于一些特定结构的雾化器，其压力波动会呈现周期性，使雾化液滴的粒径更均一，球形度更好。
[0005]而限制性雾化工艺，特别是一些新型限制性超音速雾化喷嘴的出现，相比非限制性雾化工艺可以得到更致密、组织更优化的沉积坯或更细小、尺寸均一、圆形度更好的粉末。对于限制性雾化工艺，负压和压力波动对导液管伸出雾化器的长度十分敏感，而理想的伸出长度范围非常狭窄(仅0.1mm的范围内选取)，且雾化器形状尺寸稍加改动或重新选择雾化气压，理想伸出长度就会出现加大的偏差需要重新标定。因此，为了完善和改进雾化工艺，非常需要对导液管和伸出长度进行评估。虽然已有学者通过各种装置对导液管的负压进行检测，但装置本身因无数字化而导致观察不直观，且无法对压力波动进行测量。所以有些学者通过监控气流速度表征，但是这需要另一套测试系统，使用较为繁琐。因此，本专利通过数字化监控平均负压和压力波动情况，从而用一套系统完成了最佳导液管伸出长度的测定。
[0006]导液管的样式形态对雾化工艺的影响也很大。如外形为圆柱形相比锥形更容易获得较大的负压；而内孔若为底部开口较大的喇叭孔，则导液管相比直孔不容易堵嘴。因而，不同的导液管形状对于导液管伸出长度也是不同的，不同形状的导液管需要分别测量其最佳伸出长度。
【发明内容】
[0007]本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置及应用。
[0008]本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
[0009]一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，用于测试待测导液管伸入到雾化器内部的长度，所述的测试装置包括测试顶板、正负压力表及数据处理器，所述的测试顶板固定在雾化器上部，所述的待测导液管与测试顶板螺纹连接，待测导液管的下部伸入到雾化器内部，待测导液管伸入到雾化器内的长度通过待测导液管与测试顶板之间的螺纹调节，待测导液管的上部与正负压力表数据连接，所述的数据处理器与正负压力表连接，正负压力表检测雾化器内的压力数据，并将其传输给数据处理器，数据处理器通过压力数据确定待测导液管伸出长度的最佳值；所述的待测导液管上开设有测量待测导液管相对于测试顶板前进距离的螺旋微测刻度。
[0010]所述的螺旋微测刻度的测量精度为0.01 μ m。
[0011]所述的测试顶板为凸字形结构板体，上表面与下表面均为水平面。
[0012]所述的待测导液管上部设有KF高真空法兰接口，通过该KF高真空法兰接口连接数据远传的正负压力表。
[0013]所述的测试顶板与雾化器之间通过螺栓连接。
[0014]所述的待测导液管与雾化器之间螺纹密封连接。
[0015]限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置的应用，包括一些步骤:
[0016](I)校零:取一基准块，使基准块紧贴雾化器内部工作面，螺旋调节待测导液管使其刚好碰触基准块后，则与测试顶板上表面对齐的螺旋微测刻度线为零点；
[0017](2)对待测导液管伸出长度的最佳值进行测试:
[0018]螺旋调节待测导液管伸入到雾化器内的高度，打开雾化器内的雾化气，待气压稳定至指定值后，预通雾化气，打开正负压力表与数据处理器，正负压力表监测仅通雾化气体流动时，待测导液管的负压状况和气压波动，并将压力数据传输给数据处理器；
[0019]数据处理器处理记录得到待测导液管口的气压最大值与最小值，然后系统计算得到平均负压和压力波动范围，记录多点数据后作图，最佳待测导液管伸出长度的判定依据是在满足熔体的流动特性的最小负压的条件下，选取最大压力波动范围的对应伸出长度。
[0020]所述的正负压力表的采样频率为500-2000HZ，分析时间30s以内。
[0021]通过设计及更换不同样式的导液管，按上述的方法可以测试得到不同导液管最佳伸出长度所对应的负压和压力波动，进行比较后得到更适合雾化工艺的导液管样式。
[0022]与现有技术相比，本发明具有以下优点及有益效果:
[0023](I)本发明有助于解决因导液管长度不能精确控制而导致雾化工艺不稳定的问题，通过设计及更换不同样式的导液管，按本发明的方法可以测试得到不同导液管最佳伸出长度所对应的负压和压力波动，进行比较后得到更适合雾化工艺的导液管样式。
[0024](2)通过本发明的测试装置及测试方法，即可精确测量导液管最佳伸出长度以及评估设计导液管的导液效果。
[0025](3)本发明的装置结构简单，使用操作方便，测试精确度高，导液管的伸出长度能够精确到0.0lym0
【专利附图】
【附图说明】
[0026]图1为本发明的结构示意图；
[0027]图2为实施例1中待测导液管伸出长度与压力的特征曲线图。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
[0029]实施例1
[0030]一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，如图1所示，用于测试待测导液管3伸入到雾化器I内部的伸出长度31的大小，测试装置包括测试顶板2、正负压力表4及数据处理器5，测试顶板2与雾化器I之间通过螺栓连接，待测导液管3与测试顶板2螺纹连接，待测导液管3与雾化器I之间螺纹密封连接，待测导液管3的下部伸入到雾化器I内部，待测导液管3伸入到雾化器I内的伸出长度31通过待测导液管3与测试顶板2之间的螺纹调节，待测导液管3上部设有KF高真空法兰接口，通过该KF高真空法兰接口连接数据远传的正负压力表4，数据处理器5与正负压力表4连接，正负压力表4检测雾化器I内的压力数据，并将其传输给数据处理器5，数据处理器5通过压力数据确定待测导液管3的伸出长度31的最佳值:待测导液管3上开设有测量待测导液管3相对于测试顶板2前进距离的螺旋微测刻度6。螺旋微测刻度6的测量精度为0.01 μ m。测试顶板2为凸字形结构板体，上表面与下表面均为水平面。
[0031 ] 限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置的应用，包括一些步骤:
[0032](I)校零:取一基准块，使基准块紧贴雾化器I内部工作面，螺旋调节待测导液管3使其刚好碰触基准块后，则与测试顶板2上表面对齐的螺旋微测刻度6线为零点；
[0033](2)对待测导液管3伸出长度的最佳值进行测试:
[0034]螺旋调节待测导液管3伸入到雾化器I内的高度，打开雾化器I内的雾化气，待气压稳定至指定值后，预通雾化气，打开正负压力表4与数据处理器5，正负压力表4监测仅通雾化气体流动时，待测导液管3的负压状况和气压波动，并将压力数据传输给数据处理器5 ;数据处理器5处理记录得到待测导液管3 口的气压最大值与最小值，然后系统计算得到平均负压和压力波动范围，记录多点数据后作图，最佳待测导液管3伸出长度的判定依据是在满足熔体的流动特性的最小负压的条件下，选取最大压力波动范围的对应伸出长度。正负压力表4的采样频率为500-2000HZ，分析时间30s以内。
[0035]使用限制性超音速雾化器，通入雾化器的气体为压力1.5Mpa的氮气，正负压力表采样频率设置为500Hz，分析时间为30s。待测导液管测试部分外形为圆柱形，中间是4mm直孔，按上述方法得到图2所示的特征曲线，雾化过程需要的负压最小为6.2Kpa，因而选择5.33-5.42mm作为理想的最佳伸出长度，此时平均负压为6.2-6.3Kpa，压力波动
3.3-3.4Kpa0
[0036]实施例2
[0037]采用和实施例1相同的装置进行试验。
[0038]通入雾化器的气体为压力1.5Mpa的氮气，正负压力表采样频率设置为2KHz，分析时间为20s。待测导液管第一例测试部分外形为圆柱形，内孔是4mm直孔；第二例是外形为圆柱形，内孔底部开口较大的喇叭孔，锥度为20°。按测试装置的应用方法，得到表1数据。从中可以得到，带喇叭孔的导液管具有更强的冲击压力，雾化效果更佳。
【权利要求】
1.一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，用于测试待测导液管伸入到雾化器内部的长度， 其特征在于，所述的测试装置包括测试顶板、正负压力表及数据处理器，所述的测试顶板固定在雾化器上部，所述的待测导液管与测试顶板螺纹连接，待测导液管的下部伸入到雾化器内部，待测导液管伸入到雾化器内的长度通过待测导液管与测试顶板之间的螺纹调节，待测导液管的上部与正负压力表数据连接，所述的数据处理器与正负压力表连接，正负压力表检测雾化器内的压力数据，并将其传输给数据处理器，数据处理器通过压力数据确定待测导液管伸出长度的最佳值； 所述的待测导液管上开设有测量待测导液管相对于测试顶板前进距离的螺旋微测刻度。
2.根据权利要求1所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，其特征在于，所述的螺旋微测刻度的测量精度为0.0l μ m。
3.根据权利要求1所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，其特征在于，所述的测试顶板为凸字形结构板体，上表面与下表面均为水平面。
4.根据权利要求1所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，其特征在于，所述的待测导液管上部设有KF高真空法兰接口，通过该KF高真空法兰接口连接数据远传的正负压力表。
5.根据权利要求1所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，其特征在于，所述的测试顶板与雾化器之间通过螺栓连接。
6.根据权利要求1所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置，其特征在于，所述的待测导液管与雾化器之间螺纹密封连接。
7.—种如权利要求1所述的限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置的应用，其特征在于，该应用包括一些步骤: (1)校零:取一基准块，使基准块紧贴雾化器内部工作面，螺旋调节待测导液管使其刚好碰触基准块后，则与测试顶板上表面对齐的螺旋微测刻度线为零点； (2)对待测导液管伸出长度的最佳值进行测试: 螺旋调节待测导液管伸入到雾化器内的高度，打开雾化器内的雾化气，待气压稳定至指定值后，预通雾化气，打开正负压力表与数据处理器，正负压力表监测仅通雾化气体流动时，待测导液管的负压状况和气压波动，并将压力数据传输给数据处理器: 数据处理器处理记录得到待测导液管口的气压最大值与最小值，然后系统计算得到平均负压和压力波动范围，记录多点数据后作图，最佳待测导液管伸出长度的判定依据是在满足熔体的流动特性的最小负压的条件下，选取最大压力波动范围的对应伸出长度。
8.根据权利要求7所述的一种限制性雾化器配套导液管伸出长度的精密测试装置的应用，其特征在于，所述的正负压力表的采样频率为500-2000HZ，分析时间30s以内。
【文档编号】G01B5/02GK103983164SQ201410172424
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月25日 优先权日:2014年4月25日
【发明者】严彪, 严鹏飞 申请人:同济大学