在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111122575A(43)申请公布日2020.05.08(21)申请号201911412546.7(22)申请日2019.12.31(71)申请人浙江大学地址310013浙江省杭州市西湖区余杭塘路866号(72)发明人周昊宋依璘(74)专利代理机构杭州天勤知识产权代理有限公司33224代理人米志鹏(51)Int.Cl.G01N21/84(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置(57)摘要本申请提供一种在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，包括：加热系统，具有一加热炉膛，安装在加热炉膛内的加热元件；加热炉膛的两对侧设有透明的观察视窗，顶部和底部分别设有气体进口和气体出口；进气系统，通过管路连接至加热炉膛的气体进口，用于提供炉内所需气氛，控制炉内气体流速及气体预热温度，使炉内处于负压状态；微液滴喷射系统，包括设置在加热炉膛顶部的微液滴喷头，用于产生微液滴；全息测量系统，用于测量微液滴在炉体内竖直下落过程的蒸发情况，记录全息图像；包括发出照射微液滴光束的激光发生器，带动激光发生器的电动升降台，以及采集全息图像的相机。CN111122575ACN111122575A权利要求书1/2页1.一种在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，包括：加热系统，具有一加热炉膛，安装在所述加热炉膛内的加热元件；所述加热炉膛的两对侧设有透明的观察视窗，顶部和底部分别设有气体进口和气体出口；进气系统，通过管路连接至加热炉膛的气体进口，用于提供炉内所需气氛，控制炉内气体流速及气体预热温度，使炉内处于负压状态；微液滴喷射系统，包括设置在所述加热炉膛顶部的微液滴喷头，用于产生直径为20-80μm的单一化微液滴；全息测量系统，用于测量微液滴在炉体内竖直下落过程的蒸发情况，记录全息图像；所述全息测量系统包括发出照射微液滴光束的激光发生器，带动激光发生器升降的电动升降台，以及采集全息图像的相机。2.如权利要求1所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的进气系统包括：通过管路依次连接的气体钢瓶、减压阀、气体电子流量计和热风机，由所述热风机预热后的气体送入所述加热炉膛的气体进口；通过管路依次连接加热炉膛的气体出口的风量调节阀门和引风机。3.如权利要求2所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述加热炉膛的顶部设有冷却器，冷却器的中部设有用于安装所述微液滴喷头的喷头固定孔；所述的气体进口为切向通入加热炉膛且均匀分布的多个。4.如权利要求1所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述加热炉膛的顶部安装有整流格栅；所述的加热元件为电加热丝，并设有控制所述电加热丝的温度控制系统；所述的加热炉膛周围安装有石英棉保温隔热层。5.如权利要求4所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的温度控制系统包括通过安装孔伸入加热炉膛中的热电偶，与所述热电偶和电加热丝连接的温度控制柜。6.如权利要求5所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的加热炉膛对侧采用两块光学石英玻璃片作为观察视窗；所述的加热炉膛内部均匀布置多个温度监测点，各温度监测点安装有所述的热电偶。7.如权利要求1所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的微液滴喷头采用压电陶瓷材料与带孔玻璃管组成，所述的微液滴喷头固定在冷却器中央的喷头固定孔处；并设有与所述冷却器连接用于对喷头进行冷却的冷却水循环系统。8.如权利要求7所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的微液滴喷头通过橡胶圈固定在所述的冷却器的喷头固定孔处，冷却器内设有迂回的布置的水冷通道，两端分别设有冷却水入口和冷却水出口。9.如权利要求1所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述的全息测量系统还包括设置在激光发生器的光路上的空间滤波器和凸透镜；激光发生器、空间滤波器和凸透镜布置在电动升降台上；所述相机上安装有定焦放大镜头和长焦放大镜头。2CN111122575A权利要求书2/2页10.如权利要求9所述的在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置，其特征在于，所述电动升降台设置在一侧观察视窗的外部；相机采用三脚架支撑，布置于加热炉膛另一侧观察视窗的外部；相机高度与所述激光发生器的光路高度匹配，用于记录全息图像。3CN111122575A说明书1/6页在线监测微液滴在高温气流中的空间蒸发特性的装置技术领域[0001]本发明涉及一种能源、燃烧、环境保护等学科领域科学研究微液滴