一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置，包括液滴形态演变单元，液滴形态演变单元包括底板和与底板密封连接的透明外罩，透明外罩与底板形成密封腔体，透明外罩顶面开设有液滴入口，液滴形态演变单元的液滴入口正上方设有液滴生成单元；液滴形态演变单元的底板的下方设有温度控制单元，用于调节底板的温度；温度控制单元电连接有温度检测单元，用于检测底板上表面的温度；还包括图采集与处理单元。本实用新型专利技术用于研究不同尺寸的液滴在一定温湿度下的结冰过程，既可以对底板上表面的温度进行检测，确保实验条件的准确性，又可研究结冰过程种液滴内部的温度场分布变化情况，并通过图像采集及处理单元对液滴结冰过程进行记录。冰过程进行记录。冰过程进行记录。

【技术实现步骤摘要】
一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置


[0001]本技术涉及水滴结冰及防冰
，具体是一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置。

技术介绍

[0002]金属液滴或水滴滴落在固体材料表面上的动力学和热力学行为研究，对于民用航空器安全性能提升有着重要的意义，目前对于液滴碰撞或冻结的研究多采用液滴在自身重力作用下撞击固体壁面，通过高速摄像机动态捕捉液滴形态演变过程和动力学变化。然而，目前实验系统多为开放型实验台，实验结果容易受外部环境如温度、湿度和空气流动的影响，实验结果的可靠性和重复性差。
[0003]中国技术专利CN216979983U公开一种液滴形态演变可视化实验系统，包括液滴生成单元、液滴形态演变单元、温度控制单元和图像采集及处理单元，所述液滴形态演变单元包括底板和与底板密封连接的透明外罩，透明外罩与底板形成密封腔体，透明外罩顶面开设有液滴入口，液滴生成单元位于液滴形态演变单元的液滴入口正上方，所述温度控制单元位于底板的下方，用于调节底板的温度；所述图像采集与处理单元包括高速摄像机、计算机，所述计算机与所述高速摄像机电连接。本技术可以用于观察和记录不同温度下液滴形态演变，如碰撞、冻结等；液滴形态演变单元组成封闭腔体，可排出外部环境对实验结果的影响，实验结果的可靠性和可重复性高。上述技术中，通过温度控制单元控制底板表面的温度，而实际上，温度控制单元的半导体板的温度和试验底板的表面实际温度有差值，温度控制精准性不高，并且上述技术不能对液滴内部温度场变化情况进行记录和研究。

技术实现思路

[0004]为解决上述现有技术中的不足，本技术提供一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置，除可以宏观观察液滴结冰过程外，还可研究液滴内部温度场变化情况。
[0005]为实现上述技术目的，本技术采用的技术方案是：
[0006]一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置，包括液滴形态演变单元，所述液滴形态演变单元包括底板和与底板密封连接的透明外罩，所述透明外罩与所述底板形成密封腔体，所述透明外罩顶面开设有液滴入口，液滴形态演变单元的液滴入口正上方设有液滴生成单元；液滴形态演变单元的底板的下方设有温度控制单元，用于调节底板的温度；温度控制单元电连接有温度检测单元，用于检测底板上表面的温度；还包括图采集与处理单元，图采集与处理单元包括摄像机、计算机，所述计算机与所述摄像机电连接。
[0007]进一步地，所述摄像机包括一台高速摄像机和一台CCD照相机。
[0008]进一步地，所述液滴形态演变单元的透明外罩内顶壁设有LED光源。
[0009]进一步地，所述LED光源呈环形。
[0010]进一步地，所述温度检测单元为红外热成像仪，所述透明外罩顶部设有温度检测
口，检测口处设有滑盖。
[0011]进一步地，所述温度控制单元固定于试验台顶部，所述液滴形态演变单元嵌设于温度控制单元顶部；所述试验台底部中央铰接有万向球头，万向球头的另一端固定于支架A顶部。
[0012]进一步地，所述液滴生成单元可升降连接于支架B上。
[0013]进一步地，所述温度控制单元为半导体温控单元，包括半导体板、温控器；所述半导体板位于液滴形态演变单元的底板下方，所述半导体板与所述温控器电连接；所述半导体板的下方设置有水箱，所述水箱两侧设有进水口和出水口，所述进水口、出水口连通循环水源，进水通道上设有抽水泵。
[0014]进一步地，还包括湿度控制单元，所述湿度控制单元包括主控单元、湿度传感器、喷雾单元和除湿单元，所述湿度传感器、喷雾单元、除湿单元与主控单元电连接，所述喷雾单元、除湿单元通过管路与透明外罩连通，用于调节液滴形态演变单元的腔体内的湿度。
[0015]进一步地，所述液滴生成单元为注射器和连接注射器的液滴生成器。
[0016]与现有技术相比，本技术的有益效果有：
[0017]本技术的实验装置，用于研究不同尺寸的液滴在一定温湿度下的结冰过程，在现有技术的基础上，增设了温度检测单元，既可以对底板上表面的温度进行检测，确保实验条件的准确性，又可研究结冰过程种液滴内部的温度场分布变化情况，并通过图像采集及处理单元对液滴结冰过程进行记录。
[0018]本技术的实验装置，提供高速摄像机和CCD照相机，可以从底板表面上方任意角度拍摄和观察，避免单一角度拍摄观察的局限性；在透明外罩的内顶部设置环形LED灯，可以保证底板的光照均匀性，并且不遮挡拍摄视角。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0020]图1是本技术实施例的结构示意图。
[0021]附图标记：1
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底板，2
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透明外罩，21
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液滴入口，22
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LED灯，23
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检测口，3
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高速摄像机，4
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计算机，5
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试验台，6
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支架A，7
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支架B，8
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半导体板，9
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温控器，10
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水箱，11
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喷雾单元，12
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除湿单元，13
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注射器，14
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液滴生成器。
具体实施方式
[0022]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的
所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0023]一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置，如图1所示，包括液滴形态演变单元，所述液滴形态演变单元包括底板1和与底板密封连接的透明外罩2，所述透明外罩2与所述底板1形成密封腔体，所述透明外罩2顶面开设有液滴入口21，液滴形态演变单元的液滴入口21正上方设有液滴生成单元；液滴形态演变单元的底板1的下方设有温度控制单元，用于调节底板的温度；温度控制单元电连接有温度检测单元，用于检测底板1上表面的温度；还包括图采集与处理单元，图采集与处理单元包括摄像机、计算机4，所述计算机4与所述摄像机电连接；所述摄像机包括一台高速摄像机3，从固定角度进行拍摄，还包括一台CCD照相机，可由实验人员手持从任意本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：包括液滴形态演变单元，所述液滴形态演变单元包括底板(1)和与底板密封连接的透明外罩(2)，所述透明外罩(2)与所述底板(1)形成密封腔体，所述透明外罩(2)顶面开设有液滴入口(21)，液滴形态演变单元的液滴入口(21)正上方设有液滴生成单元；液滴形态演变单元的底板(1)的下方设有温度控制单元，用于调节底板的温度；温度控制单元电连接有温度检测单元，用于检测底板(1)上表面的温度；还包括图采集与处理单元，图采集与处理单元包括摄像机、计算机(4)，所述计算机(4)与所述摄像机电连接。2.根据权利要求1所述的研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：所述摄像机包括一台高速摄像机(3)和一台CCD照相机。3.根据权利要求1所述的研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：所述液滴形态演变单元的透明外罩(2)内顶壁设有LED光源(22)。4.根据权利要求3所述的研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：所述LED光源(22)呈环形。5.根据权利要求1所述的研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：所述温度检测单元为红外热成像仪，所述透明外罩(2)顶部设有温度检测口(23)，温度检测口处设有滑盖。6.根据权利要求1所述的研究液滴在冷表面结冰过程的实验装置,其特征在于：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭华乔，杨含铭，夏祖西，苏正良，石涛，
申请(专利权)人：中国民用航空总局第二研究所，
类型：新型
国别省市：