一种加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的制作方法

本实用新型涉及到加压溶气浮选领域，具体涉及到加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置。

背景技术：

近年来，气浮技术在广泛的应用于用于含有多相物质的水的分离，在污水处理方面，气浮技术解决了传统重力沉淀法不能去除水中的油类、纤维、藻类等杂质的问题。在气浮技术中，加压溶气浮选因为工艺简单、操作维修方便且所产生的气泡尺寸微细、大小均匀等优点使用更加广泛。加压溶气浮选净水法的原理是借助加压溶气析出的方法所产生的微气泡黏附在杂质污染物絮粒上并使絮粒上浮至水面从而将水中的杂质污染物分离的过程。

目前，加压溶气浮选方面的研究大多数停留在容器设备、释放设备及净水机理上，对于溶气法产生气泡的机理的研究则相对较少，如何利用加压溶气产生更加微细的气泡的问题始终没能解决，因而需要对加压溶气法产生气泡的机理以及影响生成气泡的尺寸的因素进行深入研究。为此，需要对气浮气泡尺寸进行测量；另外，水中的污染物是在气泡的携带下上浮至水面，作为表征气泡运动特性的重要参数之一的气泡上升速度也需要进行测量。

以往主要采用拍照法测量气泡的尺寸，但是存在以下问题：(1)气浮气泡在析出时因为气泡堆叠十分严重而呈现乳白色；(2)测量装置中容易混入空气，从而产生非加压溶气析出方式所产生的大气泡而对测量结果产生干扰；(3)通过调整摄像机的手动对焦方式比较单一，所拍摄的照片容易出现拖尾现象；(4)以往采用常规的毫米标准尺这种像素标定方法只能贴在观测水槽的内壁面，由于受摄像机景深的限制，所拍摄到仅仅是靠近壁面的气泡。以上四点原因都会导致无法实现精确测量气泡尺寸的目的。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置。

本实用新型的加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置包括加压溶气罐、气泡稀释室、气泡观察柱、双孔式气泡导流板、立式标尺针、四脚调平底座、长焦摄像机、LED 光源、橡胶管、宝塔接头、中心进气管、溶气释放器、三维移动平台、摄像机移动台、玻璃转子流量计、倾斜式收缩板、布光板、进气阀、压力表、溶气释放阀门、气泡观察柱溢流口、气泡稀释室入口、加压溶气罐进水阀，其特征在于，所述的中心进气管(2)从加压溶气罐(1) 的顶部通入罐体中，三维移动平台置于四脚调平底座上，气泡稀释室置于三维移动平台上，气泡观察柱粘接于气泡稀释室上，LED光源和布光板置于气泡观察柱的左侧，长焦摄像机置于气泡观察柱的右侧。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的气泡稀释室、气泡观察柱、双孔式气泡导流板、倾斜式收缩板均由透明度为92％的有机玻璃板制成。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的双孔式气泡导流板安装在气泡稀释室上顶部的安装槽中，双孔式气泡导流板的中央位置安插立式标尺针，标尺针的针头直径为1mm，双孔式气泡导流板的两侧各开有一个圆形小孔，稀释之后的气浮气泡通过圆形小孔进入到气泡观察柱中。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的倾斜式收缩板置于气泡稀释室内，其倾角与气泡稀释室的侧壁夹角为45°。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的双孔式气泡导流板是一种可拆卸的部件，上面的圆形小孔孔径可以根据所要测量的气泡最大直径来确定，若所测得气泡尺寸较大，则对应选择孔径较大的双孔式气泡导流板。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的宝塔接头和溶气释放器通过螺纹连接，宝塔接头和橡胶管连接并穿过三维移动平台中间的圆孔，通入到气泡稀释室的底部，橡胶管上接有气体玻璃转子流量计，各连接口间缠有生胶带用于密封防止空气进入。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，所述的气泡稀释室、气泡观察柱、三维移动平台、摄像机移动台、长焦摄像机、LED光源和布光板均置于四脚调平底座上。

所述的实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置，其特征在于，经过溶气释放器所释放的溶气水从所述的气泡稀释室入口通入气泡稀释室，之后从气泡观察柱的溢流口流出。

本实用新型具有操作简便，制作简单，成本低，适应性强的优点。

附图说明

图1为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置示意图。

图2为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的气泡稀释室和气泡观察柱的主视图。

图3为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的气泡稀释室和气泡观察柱的侧视图。

图4为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的气泡稀释室和气泡观察柱的俯视图。

图5为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的双孔式气泡导流板的主视图。

图6为一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置的双孔式气泡导流板俯视图。

附图1中，加压溶气罐-1；中心进气管-2；溶气释放器-3；三维移动台-4；气泡稀释室-5；四脚调平底座-7；气泡观察柱-8；长焦摄像机-9；LED光源-10；橡胶管-11；宝塔接头 -13；摄像机移动台-14；玻璃转子流量计-15；布光板-17；进气阀-18；压力表-19；溶气释放阀门-20；气泡稀释室入口-22；加压溶气罐进水阀-23。

附图2中，双孔式气泡导流板-6；立式标尺针-12；倾斜式收缩板-16；气泡观察柱溢流口-21。

附图5中，双孔式气泡导流板-6；立式标尺针-12。

具体实施方式

本实用新型的一种实验室加压溶气浮选气泡尺寸大小和上升速度测量装置如附图所示，包括加压溶气罐(1)、气泡稀释室(5)、气泡观察柱(8)、双孔式气泡导流板(6)、立式标尺针(12)、四脚调平底座(7)、长焦摄像机(9)、LED光源(10)、橡胶管(11)、宝塔接头(13)、中心进气管(2)、溶气释放器(3)、三维移动平台(4)、摄像机移动台(14)、玻璃转子流量计(15)、倾斜式收缩板(16)、布光板(17)、进气阀(18)、压力表(19)、溶气释放阀门(20)、气泡观察柱溢流口(21)、气泡稀释室入口(22)、加压溶气罐进水阀(23)，其特征在于，所述的中心进气管(2)从加压溶气罐(1)的顶部通入罐体中，三维移动平台 (4)置于四脚调平底座(7)上，气泡稀释室(5)置于三维移动平台(4)上，气泡观察柱 (8)粘接于气泡稀释室(5)上，LED光源(10)和布光板(17)置于气泡观察柱(8)的左侧，长焦摄像机(9)置于气泡观察柱(8)的右侧。

本实用新型的工作原理为：第一，先通过加压溶气罐进水阀(23)向加压溶气罐(1) 中注入一定量的清水，再用空气压缩机通过中心进气管(2)向加压溶气罐中通入具有一定压力压缩空气，所通入压缩空气的压强大小可从压力表(19)来读取；第二，将气泡稀释室(5) 中加满清水，将安插有立式标尺针(12)的双孔式气泡导流板(6)安在气泡稀释室(5)顶部的安装槽中，之后再向气泡观察柱(8)中注入清水至液面距气泡观察柱溢流口(21)20mm 处；第三，调节摄像机移动台(14)在电脑屏幕上找到立式标尺针(12)的针头，调节长焦摄像机(9)的焦距，使立式标尺针(12)的能够清晰成像，再调节三维移动平台(4)并使之位于屏幕下方中央处，调整长焦摄像机(6)的焦距，使气泡清晰成像，调节气泡微移装置 (4)，找到气泡清晰度最佳位置。打开屏幕坐标尺，调整坐标轴与气泡相切，利用气泡微移装置(4)，将立式标尺针(12)向左和向右移动相同的距离移动固定距离，采用屏幕坐标尺得到实际距离和像素之间的换算关系，分别拍照，通过图像处理软件将照片合成，建立标尺；第四，打开溶气释放阀门(20)使使溶气水缓缓通过橡胶气泡导管进入溶气稀释室(5)，密集的气泡经过稀释后经过倾斜式收缩板(16)的作用下通过气泡稀释室(5)上顶部的双孔式气泡导流板(6)上的两个小孔进入到气泡观察柱(8)中上升至顶部，并经过气泡观察柱溢流口(21)流出气泡观察柱(8)，记录气泡在气泡观察柱(8)中的运动过程；最后，提取视频每一帧图片，利用自行编写的基于MATLAB的图像处理软件分析气浮气泡尺寸和气泡上升速度。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何根据本实用新型技术范围所做的简单修改、变更或替换，均仍属于本实用新型的保护范围。