本发明涉及一种多液滴撞击实验系统，尤其是一种可精确调控的液滴发生系统。
背景技术：
自20世纪80年代开始，美国和日本相继在液滴发生器均匀液滴生成技术研究等方面开展了大量的工作。现有技术中对于单液滴发生器的设计较为常见，而对于多液滴发生器的研究工作鲜见报道，尤其是针对同步多液滴的生成过程尚无成熟方案。国外虽有成熟的单分散液滴发生技术，但对多液滴发生设备的研制仍处于起步阶段。很多学者在做喷雾实验的时候，多液滴发生装置均为自行改装而成，其滴液频率难以达到实验拍摄要求，但其液滴发生频率可控性较差，无法产生均匀的多分散液滴，而且结构复杂,体积大，制造成本高，无法同时实现单液滴和多液滴两种不同的液滴分散方式。在国内也有部分是关于单液滴分散的专利技术，但鲜有针对同步多液滴发生装置的相关记载。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种结构简单、可实现单液滴和多液滴两种不同的液滴分散方式的转换且可对滴液频率进行精确调控的可精确调控的液滴发生系统。
本发明解决现有技术问题所采用的技术方案：一种可精确调控的液滴发生系统，包括液滴发生器及与液滴发生器相连的注射泵、函数发生器；所述液滴发生器包括绝缘外壳、金属液管以及压电晶体；金属液管为两端开放的空心管体，压电晶体固定于金属液管的外侧壁上；金属液管的两开放端分别为液滴输入端和液滴输出端，液滴输入端与管路连接器同轴连接，并使所述管路连接器与金属液管相互连通；液滴输出端在开口处覆盖有孔板，液滴输出端罩设有螺帽，螺帽的内侧壁与液滴输出端的外侧壁螺纹连接，以使孔板位于螺帽内并固定于液滴输出端；所述液滴输出端与孔板之间设有密封垫片；绝缘外壳包裹于金属液管的外侧，液滴输入端和液滴输出端分别固定有上金属板和下金属板，上金属板、下金属板及绝缘外壳通过螺钉固定连接在一起形成封闭壳体；上金属板上固定插接有导线连接器，导线连接器通过导线与压电晶体相连；所述函数发生器通过该导线连接器与液滴发生器相连，注射泵依次通过过滤器、阀门、压力表与液滴发生器的管路连接器相连。
所述金属液管的外侧壁上沿金属液管轴向设有凹槽，凹槽位于金属液管的两侧；所述压电晶体通过导电胶固定在该凹槽中。
所述管路连接器与导线连接器均插入上金属板中并与上金属板螺纹连接。
所述绝缘外壳为abs外壳，该绝缘外壳为两个半圆柱外壳拼接而成的柱状壳体。
所述压电晶体为方形压电晶体。
本发明的有益效果在于：本发明结构简单，通过将函数发生器经导线连接器与液滴发生器相连，注射泵依次经过滤器、阀门、压力表与液滴发生器的管路连接器相连组成本发明的液滴发生系统；其中，函数发生器为压电晶体输入电信号；通过导固定于金属液管两侧的压电晶体，可将压电晶体产生的振动直接传递给金属液管；绝缘外壳在起到绝缘目的的同时对内部的压电晶体也起到了保护作用。另外，为避免金属液管堵塞，在注射泵和液滴发生器之间设置过滤器，同时设置压力表和阀门，从而实现了参数的精确控制和调整；由于本发明的液滴发生器在液滴输出端采用螺帽与液滴输出端螺纹连接的方式将孔板覆盖并固定在螺帽的内部，实现了便于更换孔板的目的，继而达到单液滴和多液滴两种不同的液滴分散方式的转换。本发明操作简单，可精确控制液滴发生频率及液滴大小，且可满足液滴撞击研究中高速摄像机的拍摄需要。
附图说明
图1是本发明的系统结构示意图。
图2是本发明中液滴发生器的结构示意图。
图3是图2的俯视图。
图4是本发明的设计原理图。
图中：1-注射泵、2-函数发生器、3-液滴发生器、4-压力表、5-阀门、6-过滤器、7-绝缘外壳、8-压电晶体、9-下金属板、10-上金属板、11-管路连接器、12-导线连接器、13-金属液管、14-密封垫片、15-孔板、16-螺帽、17-凹槽、18-导线、13a-液滴输入端、13b-液滴输出端。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施方式对本发明进行说明：
图1本发明一种可精确调控的液滴发生系统的系统结构示意图。一种可精确调控的液滴发生系统，包括液滴发生器3及与液滴发生器3相连的注射泵1、函数发生器2、过滤器6、压力表4及阀门5。
其中，图2示出了液滴发生器3的结构：液滴发生器3主要包括绝缘外壳7、金属液管13以及压电晶体8；金属液管13为两端开放的空心管体，金属液管13的外侧壁上沿金属液管13的轴向设有两条凹槽17，该凹槽17位于金属液管13的两侧。压电晶体8通过导电胶银基导电环氧树脂固定在该凹槽17中，用以最大程度的将压电晶体8的振动传递到金属液管13的内壁，其中图2采用的压电晶体8为方形压电晶体；根据实际需要可使用环形压电晶体。金属液管13的两个开放端分别为液滴输入端13a和液滴输出端13b，其中，液滴输入端13a与管路连接器11同轴连接，并使管路连接器11与金属液管13相互连通；液滴输出端13b设有孔板15，该孔板15覆盖于液滴输出端13b的开口处，液滴输出端13b罩设有螺帽16，螺帽16的内侧壁与液滴输出端13b的外侧壁螺纹连接在一起，以使孔板15位于螺帽16内并通过螺帽16与液滴输出端13b之间的螺纹连接将孔板15固定于液滴输出端13b；为保证液滴输出端13b的密封性，液滴输出端13b与孔板15之间设有密封垫片14；为满足绝缘要求，本发明的绝缘外壳7优选abs材料制成的外壳，该绝缘外壳7由两个半圆柱外壳拼接而成用以将金属液管13包裹在柱状壳体中(如图3所示)。液滴输入端13a和液滴输出端13b分别以插接固定的方式设有上金属板10和下金属板9，上金属板10、下金属板9及绝缘外壳7之间通过螺钉固定连接在一起以形成封闭壳体；导线连接器12插接于上金属板10并与上金属板10之间以螺纹连接的方式固定在一起，导线连接器12通过导线18与压电晶体8相连。
函数发生器2通过导线连接器12与液滴发生器3相连，注射泵1依次通过过滤器6、阀门5、压力表4与液滴发生器3的管路连接器11相连形成本发明的液滴发生系统（如图4所示）。其中，函数发生器2用于向压电晶体8输入电信号，以诱导压电晶体8产生机械振动，为避免金属液管13堵塞，在注射泵1和液滴发生器3之间设置过滤器6，同时设置压力表4和阀门5，便于参数的精确控制和调整。
本发明的工作原理如图4所示：注射泵1中的液体在压力作用下被挤出，经过滤器6、阀门5由管路连接器11进入到液滴发生器3的金属液管13中，与此同时函数发生器2产上电信号，诱导压电晶体8产生周期性的机械振动，经金属液管13的管壁传递给金属液管13中的液体从而使液体产生振动，然后液体经孔板15上的小孔喷出后在瑞利不稳定性作用下破碎成均匀的液滴。液滴的阵列数由孔板15上小孔的数量决定，液滴大小则和孔径、流体种类有关，因此可通过更换孔数和孔径不同的孔板15来改变所要生成的液滴尺寸及阵列数。
以上内容是结合具体的优选技术方案对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。