【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于测试颗粒的特性，具体的为一种切削粉尘净化系数测量装置及测量方法。
技术介绍
1、颗粒污染的防治在某些领域(包括环境、化工、核能等)具有极其重要的意义。其中，微米级颗粒易悬浮在设备、仪器的型腔内，对设备和人员造成危害。现有技术中，针对一些颗粒污染物容易积聚、沉积的复杂型腔，通常采用强制对流的方式去除型腔内的悬浮微粒，即对型腔内部同时进气和排气，使得悬浮微粒流态化并跟随气流排出型腔，从而实现型腔内部的净化。然而，现有的方法中，仅采用恒定风速气流去除型腔内的悬浮微粒，但由于型腔的结构、微粒的体积和质量等的不同，微粒的吹出率存在较大差异，即在一些工况下，并不能达到较好的微粒吹出效果。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种切削粉尘净化系数测量装置及测量方法，能够在特定型腔结构以及切削粉尘体积和重量的条件下，得到不同风速及频率条件下的固体颗粒净化系数，进而能够得到获取最大净化系数的风速和频率。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术首先提出了一种切削粉尘净化系数测量装置，包括型腔和控制系统；所述型腔上设有型腔进风口和型腔出风口；所述型腔进风口上连接有正压进风系统和切削粉尘进料系统，所述型腔出风口上连接有负压出风系统；
4、所述正压进风系统包括第一轴流风机，所述第一轴流风机的进风口上连接有第一过滤器，所述第一轴流风机的出风口通过阀组连接所述型腔进风口，所述阀组包括串联连接的电动球阀和电磁阀，且所述电动
5、所述切削粉尘进料系统包括用于存储切削粉尘的切削粉尘储料仓和由电机驱动并用于输送切削粉尘的螺旋给料机，所述切削粉尘储料仓的下方设有称重传感器；所述阀组与所述型腔进风口之间设有三通管，所述螺旋给料机的出料口与所述三通管连接；
6、所述负压出风系统包括第二轴流风机，所述第二轴流风机的进风口与所述型腔出风口连接，所述第二轴流风机的出风口上连接有第二过滤器；
7、所述控制系统分别与所述第一轴流风机、第二轴流风机、电动球阀、电磁阀、电机、称重传感器电连接，且：
8、所述控制系统分别通过控制所述第一轴流风机和第二轴流风机的转速以控制进气风速；
9、所述控制系统通过控制所述电动球阀的开度以调节进气流量；
10、所述控制系统通过控制所述电磁阀的开闭以将进气气流改变为脉动气流并调节脉动气流的频率；
11、所述控制系统根据所述称重传感器实时采集的重量数据控制所述电机的转速和启停，以控制切削粉尘的进料流量和进料总重量。
12、进一步，所述第一轴流风机串联设为至少两台。
13、进一步，所述第一过滤器与所述第一轴流风机之间设有用于检测切削粉尘浓度的第一颗粒浓度传感器；所述第二过滤器的出风口处设有第二颗粒浓度传感器；所述型腔内设有用于检测切削粉尘浓度的第三颗粒浓度传感器。
14、进一步，所述三通管与所述阀组之间设有热式气体质量流量计，所述热式气体质量流量计与所述控制系统相连以实时监测进风流量和进风风速。
15、进一步，所述型腔采用透明材质制成。
16、进一步，还包括观测系统，所述观测系统包括数据采集系统和高速摄像机，所述高速摄像机设为两个，两个所述高速摄像机分别从相互垂直的两个方向分别观察切削粉尘流在型腔内的运动轨迹和碰撞-沉积行为。
17、进一步，所述型腔的底部贴有用于收集沉积的切削粉尘的锡箔纸。
18、进一步，所述型腔内设有用于检测型腔进风口和型腔出风口之间的压差的气体压差计。
19、本专利技术还提出了一种切削粉尘净化系数测量方法，包括如下步骤：
20、步骤一：确定最优脉动频率
21、11)分别控制第一轴流风机和第二轴流风机的转速为设定转速，使进气风速为设定风速；
22、12)调节电动球阀的开度为设定开度，使进气流量为设定流量；
23、13)控制电磁阀按照设定第i频率进行开闭动作，将进气气流转变为具有设定第i频率的脉动气流；
24、14)启动电机驱动螺旋给料机向型腔内按照设定进料流量供给切削粉尘，直至称重传感器测量得到切削粉尘的进料总重量等于设定重量；
25、15)关闭电机、第一轴流风机和第二轴流风机，对沉积在型腔内的切削粉尘进行称重，得到第i净化系数；
26、16)将第i净化系数和第i频率对应的第i个点绘制在净化系数-频率坐标系中，将第1个点至第i个点拟合为净化系数-频率平滑曲线；
27、17)判断净化系数-频率平滑曲线是否具有单调递增区间和单调递减曲线：若是，则以净化系数-频率平滑曲线的顶点所对应的频率作为型腔的最优脉动频率，执行步骤二；若否，执行步骤18)；
28、18)按照设定规律增大脉动气流的频率，令i＝i+1，循环执行步骤11)；
29、步骤二：确定最优进气风速
30、21)分别控制第一轴流风机和第二轴流风机的转速，使进气风速为第j风速；
31、22)调节电动球阀的开度为设定开度，使进气流量为在第j风速下的第j流进气流量；
32、23)控制电磁阀按照最优脉动频率进行开闭动作，将进气气流转变为具有最优脉动频率的脉动气流；
33、24)启动电机驱动螺旋给料机向型腔内按照设定进料流量供给切削粉尘，直至称重传感器测量得到切削粉尘的进料总重量等于设定重量；
34、25)关闭电机、第一轴流风机和第二轴流风机，对沉积在型腔内的切削粉尘进行称重，得到第j净化系数；
35、26)将第j净化系数和第j进气风速对应的第j个点绘制在净化系数-进气风速坐标系中，将第1个点至第i个点拟合为净化系数-进气风速平滑曲线；
36、27)判断净化系数-进气风速平滑曲线是否具有单调递增区间和单调递减曲线：若是，则以净化系数-进气风速平滑曲线的顶点所对应的进气风速作为型腔的最优进气风速；若否，执行步骤28)；
37、28)按照设定规律增大第j风速，令j＝j+1，循环执行步骤21)。
38、本专利技术还提出了一种切削粉尘净化系数测量方法，包括如下步骤：
39、s1：确定最优进气风速
40、s11)分别控制第一轴流风机和第二轴流风机的转速，使进气风速为第n风速；
41、s12)调节电动球阀的开度为设定开度，使进气流量为在第n风速下的第n流进气流量；
42、s13)控制电磁阀按照设定频率进行开闭动作，将进气气流转变为具有设定脉动频率的脉动气流；
43、s14)启动电机驱动螺旋给料机向型腔内按照设定进料流量供给切削粉尘，直至称重传感器测量得到切削粉尘的进料总重量等于设定重量；
44、s15)关闭电机、第一轴流风机和第二轴流风机本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：包括型腔和控制系统；所述型腔上设有型腔进风口和型腔出风口；所述型腔进风口上连接有正压进风系统和切削粉尘进料系统，所述型腔出风口上连接有负压出风系统；
2.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述第一轴流风机串联设为至少两台。
3.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述第一过滤器与所述第一轴流风机之间设有用于检测切削粉尘浓度的第一颗粒浓度传感器；所述第二过滤器的出风口处设有第二颗粒浓度传感器；所述型腔内设有用于检测切削粉尘浓度的第三颗粒浓度传感器。
4.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述三通管与所述阀组之间设有热式气体质量流量计，所述热式气体质量流量计与所述控制系统相连以实时监测进风流量和进风风速。
5.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述型腔采用透明材质制成。
6.根据权利要求5所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：还包括观测系统，所述观测系统包括数据采集系统和高速摄像机
7.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述型腔的底部贴有用于收集沉积的切削粉尘的锡箔纸。
8.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述型腔内设有用于检测型腔进风口和型腔出风口之间的压差的气体压差计。
9.一种切削粉尘净化系数测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
10.一种切削粉尘净化系数测量方法，其特征在于：包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：包括型腔和控制系统；所述型腔上设有型腔进风口和型腔出风口；所述型腔进风口上连接有正压进风系统和切削粉尘进料系统，所述型腔出风口上连接有负压出风系统；
2.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述第一轴流风机串联设为至少两台。
3.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述第一过滤器与所述第一轴流风机之间设有用于检测切削粉尘浓度的第一颗粒浓度传感器；所述第二过滤器的出风口处设有第二颗粒浓度传感器；所述型腔内设有用于检测切削粉尘浓度的第三颗粒浓度传感器。
4.根据权利要求1所述的切削粉尘净化系数测量装置，其特征在于：所述三通管与所述阀组之间设有热式气体质量流量计，所述热式气体质量流量计与所述控制系统相连以实时监测进风流量和进风风速。
...【专利技术属性】
技术研发人员：王四宝，陈航，王成磊，杨波，何彦，李育锋，李佳，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：
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