本发明涉及一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，属于细颗粒碰撞实验技术领域。
背景技术：
细颗粒是环境中的重要物质，广泛存在于自然界和人类活动之中。细颗粒工程研究广泛应用于食品制造、生物制药、建筑材料等各个领域。细颗粒区别于粗大颗粒的主要特征在于颗粒重力和惯性效应的减弱，流动过程中更容易受到外界因素的影响，颗粒-宏观物体、颗粒-颗粒间以及颗粒-外界物理场间作用的相对增强，源于分子间范德华力的粘附力以其固有性成为了导致细颗粒特征物理过程和现象（包括粘附、团聚和沉积等）的最基础因素。
上面介绍了细颗粒在流动及碰撞过程中的影响因素，为消除外界因素对颗粒碰撞过程的影响，如气流、温度、湿度等对碰撞过程的影响，揭示碰撞接触过程的物理本质，从表征微颗粒间相互作用的力-位移关系式出发，研究细颗粒间相互作用机理，设计真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置是分析颗粒碰撞接触动力学必须的实验手段。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置。该实验装置应结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。
本发明采用的技术方案是：一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置，它包括电源、真空实验舱和高速摄像系统，它还包括设置在真空实验舱中的颗粒供给系统和碰撞平台，所述真空实验舱采用透明结构，真空实验舱内设有一个采用多个支柱连接上固定架和下固定支架的固定支架，真空实验舱内腔通过管道连接真空泵和真空压力表；所述颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定支架上；所述颗粒供给系统包含依次连接的给料器、电动球阀、内管和外管，内管插入外管中并用紧固件固定，外管固定在上固定架上；所述高速摄像系统包含设置在真空实验舱外的高速摄像机和电脑以及真空实验舱中的光源，所述电源电连接真空实验舱中的电动球阀和光源；所述高速摄像机、碰撞平台的上平面与光源设置在一条直线上。
所述外管釆用一个螺母位于上固定架上方、另一个螺母位于上固定架下方把外管固定在上固定架上。
所述内管采用插入外管的长度来调节电动球阀与碰撞平台之间微米级颗粒在真空条件下的降落距离。
本发明的有益效果是：这种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置包括电源、真空实验舱、高速摄像系统、颗粒供给系统和碰撞平台，真空实验舱采用透明结构，颗粒供给系统设置在上固定架上，碰撞平台通过固定底座设置在下固定支架上。颗粒供给系统包含依次连接的给料器、电动球阀、内管和外管，内管插入外管中并用紧固件固定，外管固定在上固定架上。高速摄像机、碰撞平台的上平面与光源设置在一条直线上。该实验装置结构简单，可实现微米级颗粒在真空条件下撞击不同材质平台，从而实现真空、消除外界影响因素情况下，进行微米级颗粒与不同表面撞击的实验研究工作，可有效的分析颗粒碰撞接触过程的受力分析及能量损失情况，为理论计算提供有效的支撑。
附图说明
图1是一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置结构示意图。
图中：1、给料器，2、电动球阀，3、内管，4、紧固件，5、外管，6a上固定架，6b、支柱，6c、碰撞平台，6d、固定底座，6e、下固定支架，7、橡胶塞，8、电源，9、真空实验舱，10、真空泵，11、光源，12、高速摄像机，13、电脑，14、真空压力表。
具体实施方式
图1示出了一种在真空条件下微米级颗粒与不同表面碰撞的实验装置结构图。图中，该实验装置包括电源8、真空实验舱9、高速摄像系统、颗粒供给系统和碰撞平台6c。真空实验舱9采用透明结构，真空实验舱9内设有一个采用四个支柱6b连接上固定架6a和下固定支架6e的固定支架，真空实验舱9内腔通过管道连接真空泵10和真空压力表14。颗粒供给系统设置在上固定架6a上，碰撞平台6c通过固定底座6d设置在下固定支架6e上。颗粒供给系统包含依次连接的给料器1、电动球阀2、内管3和外管5，内管3插入外管5中并用紧固件4固定，外管5固定在上固定架6a上。高速摄像系统包含设置在真空实验舱9外的高速摄像机12和电脑13以及真空实验舱9中的光源11。电源8电连接真空实验舱9中的电动球阀2和光源11。高速摄像机12、碰撞平台6c的上平面与光源11设置在一条直线上。
外管5釆用一个螺母位于上固定架6a上方、另一个螺母位于上固定架6a下方把外管5固定在上固定架6a上。内管3采用插入外管5的长度来调节电动球阀2与碰撞平台6c之间微米级颗粒在真空条件下的降落距离。
采用上述的技术方案，内管插入外管中成为可伸缩不锈钢套管，通过调节套管的高度可获得微米级颗粒的不同入射速度；电动球阀的口径为5mm，通过开关控制微米级颗粒的入射。真空实验舱用5mm厚的有机玻璃制成的长方体；实验台固定支架使用不锈钢制成，用于支撑颗粒供给系统；真空泵和真空压力表用于调节并控制真空实验舱的真空度，真空泵抽取的极限真空是20pa。
所述高速摄像系统由点光源、高速摄像机、定焦显微镜头、计算机组成，将摄像机与计算机相连，以存储拍摄视频，高速摄像系统可清晰地拍摄粒径为2μm以上颗粒撞击平板的过程。