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一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明具體涉及一種實(shí)驗(yàn)室條件下可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置。一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置包括充電裝置、放電裝置、測(cè)量裝置、安全裝置。該大尺度氣泡生成裝置解決了以往由于氣泡尺度小，浮力作用不明顯的問(wèn)題，本裝置可成功利用高壓實(shí)現(xiàn)大尺度氣泡的生成。本裝置還可外接多個(gè)電極，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目氣泡同步異步生成，同時(shí)也為模擬水下爆炸氣泡實(shí)驗(yàn)提供了更加精確的數(shù)值，與低電壓放電裝置相比在大尺度氣泡脈動(dòng)研究領(lǐng)域具有不可替代的作用。
【專利說(shuō)明】—種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明具體涉及一種實(shí)驗(yàn)室條件下可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]水中氣泡的動(dòng)態(tài)特性一直是很多領(lǐng)域關(guān)心的重要基礎(chǔ)性問(wèn)題，氣泡應(yīng)用十分廣泛，包括石油開采、化學(xué)工業(yè)、海洋環(huán)境、醫(yī)療等領(lǐng)域。由于氣泡運(yùn)動(dòng)的復(fù)雜性，人們對(duì)氣泡種種特性的研究仍不夠充分，很多未知的機(jī)理有待探索。研究的方法分為實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和數(shù)值模擬兩種方法，其中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是人們認(rèn)識(shí)氣泡最直接的手段，且為數(shù)值模擬提供了有效的驗(yàn)證手段。然而目前國(guó)內(nèi)在實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)非藥包爆炸手段生成氣泡的尺度均相對(duì)較小，在脈動(dòng)過(guò)程中浮力對(duì)其縱向遷移很小，不利于對(duì)具有浮力效應(yīng)的大尺度氣泡進(jìn)行機(jī)理性分析，因此有必要在實(shí)驗(yàn)室條件下設(shè)計(jì)一套大尺度爆炸氣泡生成的實(shí)驗(yàn)裝置。
[0003]與本發(fā)明申請(qǐng)有關(guān)的公開文件有:1、水中電火花氣泡生成的實(shí)驗(yàn)裝置及實(shí)驗(yàn)方法(CN102141523A申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)2010106024228分類號(hào)G01N21/85 申請(qǐng)人:/權(quán)利人:哈爾濱工程大學(xué));2、可調(diào)式低電壓氣泡發(fā)生器(CN102621146A申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)201210049782.9分類號(hào)G01N21/85 申請(qǐng)人:/權(quán)利人:哈爾濱工程大學(xué))；3、Intensity of oscillation ofspark-generated bubbles (Journal of sound and vibration2010 年 4 月)；4、7_K中高壓放電氣泡的實(shí)驗(yàn)研究(物理學(xué)報(bào)2003年07期)。專利I和專利2中所產(chǎn)生的氣泡都是低電壓下的氣泡生成裝置，產(chǎn)生的氣泡尺度較小，浮力等作用小，與真實(shí)情況差別大。文獻(xiàn)3設(shè)計(jì)了一種測(cè)量氣泡脈動(dòng)強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)，相比之下，本專利的電極選擇上使用的是石墨，經(jīng)多次對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，石墨電極產(chǎn)生的氣泡尺度是同樣條件下是鎢電極的1.5倍。本專利實(shí)現(xiàn)了電源電壓和電容值的可調(diào)，并設(shè)計(jì)了完備安全裝置，如消除電容放電后的殘余電荷的裝置、地線、保險(xiǎn)絲、封閉的金屬儀器箱。文獻(xiàn)4設(shè)計(jì)了水下高壓放電的模型試驗(yàn)，但該裝置主要研究初始總電能和氣泡脈動(dòng)的關(guān)系，并沒(méi)有針對(duì)產(chǎn)生大尺度氣泡進(jìn)行設(shè)計(jì)，和本專利的用途不同。除此外該裝置的的電極選用的銅絲，本專利的電極選擇上使用的是石墨。而且在高壓電源的選用上，本專利將電路轉(zhuǎn)化成了直流電，而不是該文獻(xiàn)中的電壓大小改變方向不變的半波形交流電，從而解決高壓部分電壓電流測(cè)量的問(wèn)題，即可直接用直流電壓表電流表進(jìn)行測(cè)量。最重要的是為了控制裝置生成不同尺度的氣泡，本專利實(shí)現(xiàn)了電容值的可調(diào)，電容值越大，氣泡的尺度越大。
[0004]本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了利用高壓尖端放電，電解水生成大尺度氣泡的目的，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)在該領(lǐng)域研究裝置的空白，并且在實(shí)驗(yàn)電極選擇和電容可變上進(jìn)行了創(chuàng)新。本裝置具有其他裝置不具有的特點(diǎn):1、可更加精確的模擬實(shí)際水下爆炸。2、可觀察到氣泡的上浮及氣泡受浮力的影響，客服了國(guó)內(nèi)在實(shí)驗(yàn)室條件下通過(guò)非藥包爆炸手段生成氣泡的尺度均相對(duì)較小，在脈動(dòng)過(guò)程中浮力對(duì)其縱向遷移很小，不利于對(duì)具有浮力效應(yīng)的大尺度氣泡進(jìn)行機(jī)理性分析的困難。3、在電極的選擇上，國(guó)內(nèi)外通常選用銅和鎢電極，但經(jīng)發(fā)明人多次反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同樣的水深和其它條件下，石墨電極所產(chǎn)生的氣泡尺度大約是鎢電極的1.5倍，比鎢電極具有更大的優(yōu)勢(shì)。4、該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了電容值的可變，在每個(gè)電容的支路上連接一個(gè)開關(guān)，即每閉合一個(gè)開關(guān)電容的數(shù)值增加20uf，為防止電容全部關(guān)閉時(shí)電路出現(xiàn)短路等問(wèn)題， 其中一組電容始終保持連通狀態(tài)，不設(shè)置開關(guān)，可實(shí)現(xiàn)通過(guò)改變不同電容值，而實(shí)現(xiàn)改變氣 泡尺度大小的目的。5、本裝置有著完善的安全措施，如電路中有保險(xiǎn)絲的連接，地線的連 接，阻斷電磁向外輻射的的鋁制儀器箱，消除電容中殘留電荷的安全裝置，以及各種不同顏 色的指示燈。6、該發(fā)明實(shí)現(xiàn)了對(duì)高壓電源輸出電壓的控制。7、本裝置還可連多個(gè)電極，觀 察多個(gè)氣泡融合動(dòng)態(tài)特性，如同相氣泡的耦合特性試驗(yàn)，異相氣泡耦合特性試驗(yàn)。
[0005]綜上所述，已公開發(fā)表的文獻(xiàn)及已申請(qǐng)的專利與本發(fā)明均有較大差別。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備投資少、操作簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確度高，可重復(fù)實(shí)驗(yàn)的可調(diào) 式高電壓大尺度氣泡生成裝置.
[0007]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008]一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置：
[0009](1)充電裝置
[0010]包括一塊低壓穩(wěn)壓電源和一塊高壓穩(wěn)壓電源，電位器串聯(lián)在電源的兩端；
[0011](2)放電裝置
[0012]由N個(gè)20uf、額定電壓2000V的電容并聯(lián)后并聯(lián)到電源和兩個(gè)電極的兩端，N≥2 在每個(gè)電容的支路上連接一個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電極置于透明的水槽中，水槽兩側(cè)分別設(shè)置高速 攝像機(jī)和光源，高速攝像機(jī)和光源處于同一水平面，水槽內(nèi)裝有去氣的水；
[0013](3)測(cè)量裝置
[0014]包括兩塊數(shù)顯電壓表，一塊測(cè)量高壓電源兩端輸出的電壓，另一塊測(cè)量電容兩端 的電壓；
[0015](4)安全裝置
[0016]在每個(gè)電容兩端連接一個(gè)電阻和開關(guān)。
[0017]充電裝置中低壓穩(wěn)壓電源的輸入交流電壓為220V，輸出直流電壓為12V ;高壓穩(wěn) 壓電源輸入直壓為12V ;輸出直壓為2000V。
[0018]電極為石墨電極。
[0019]可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置安裝在金屬的儀器箱里。
[0020]本發(fā)明的有益效果在于：
[0021]該大尺度氣泡生成裝置解決了以往由于氣泡尺度小，浮力作用不明顯的問(wèn)題，本 裝置可成功利用高壓實(shí)現(xiàn)大尺度氣泡的生成。本裝置還可外接多個(gè)電極，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目氣 泡同步異步生成，同時(shí)也為模擬水下爆炸氣泡實(shí)驗(yàn)提供了更加精確的數(shù)值，與低電壓放電 裝置相比在大尺度氣泡脈動(dòng)研究領(lǐng)域具有不可替代的作用。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置的電路圖。
[0023]圖2實(shí)驗(yàn)裝置的擺放位置草圖。
【具體實(shí)施方式】[0024]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述:
[0025](I)充電裝置
[0026]主要利用兩塊穩(wěn)壓電源，一塊低壓穩(wěn)壓電源(輸入交流220V輸出直流12V)，另一塊高壓穩(wěn)壓電源(輸入直壓12V輸出直壓2000V，并在其中加入防倒流裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電容穩(wěn)定充電)。為實(shí)現(xiàn)電源電壓的輸出可調(diào)，將一個(gè)IOK的電位器串聯(lián)在電源的兩端，則通過(guò)調(diào)節(jié)電位器的阻值即可控制電源輸出電壓的大小。
[0027](2)放電裝置
[0028]將若干組20uf、額定電壓2000V的電容并聯(lián)，分別連到電源和兩個(gè)電極的兩端，兩帶尖端的石墨電極置于透明的水槽中，水槽兩側(cè)分別設(shè)置高速攝像機(jī)和光源，高速攝像機(jī)和光源處于同一水平面，水槽內(nèi)裝有去氣的水。為實(shí)現(xiàn)電容值的可調(diào)，在每個(gè)電容的支路上連接一個(gè)開關(guān)，即每閉合一個(gè)開關(guān)電容的數(shù)值增加20uf，為防止電容全部關(guān)閉時(shí)電路出現(xiàn)短路等問(wèn)題，其中一組電容始終保持連通狀態(tài)，不設(shè)置開關(guān)，同時(shí)經(jīng)發(fā)明人多次對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn):電容值設(shè)定的越大，產(chǎn)生的氣泡尺度越大。在電極的選擇上，國(guó)內(nèi)外通常選用鎢電極，但經(jīng)發(fā)明人多次反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同樣的水深和其它條件下，石墨電極所產(chǎn)生的氣泡尺度大約是鎢電極的1.5倍，比鎢電極具有更大的優(yōu)勢(shì)。
[0029](3)測(cè)量裝置
[0030]電路中使用的是兩塊數(shù)顯電壓表，一塊(量程O—5000V，防止輸入電壓超出量程而損壞)用于測(cè)量高壓電源兩端輸出的電壓，另一塊(量程為-2000至+2000，防止電容放電時(shí)電壓不穩(wěn)定出現(xiàn)負(fù)值)用于測(cè)量電容兩端的電壓。
[0031](4)安全裝置
[0032]首先利用繼電器實(shí)現(xiàn)了低壓對(duì)高壓的充電和放電的過(guò)程的控制，避免了人與高壓的直接接觸，其次電路中設(shè)計(jì)了地線的連接，再次為消除電容中殘余電荷，電路中設(shè)計(jì)了專門的釋放殘余電荷裝置(在電容兩端連接一個(gè)大功率大阻值的電阻和開關(guān)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，閉合開關(guān)，電容中的殘余電能將通過(guò)電阻生成熱能釋放)，最后
【發(fā)明者】將上述所有設(shè)備裝在一個(gè)金屬的儀器箱里，阻斷了電路產(chǎn)生的電磁場(chǎng)的向外輻射，充分保證了實(shí)驗(yàn)人員的人身安全。
[0033]將220V的交流電轉(zhuǎn)化成可直接對(duì)電容充電的高壓2000V是指先將220V的交流電經(jīng)保險(xiǎn)管流入低壓穩(wěn)壓電源，再將低壓穩(wěn)壓電源輸出的12V直流電輸入到高壓穩(wěn)壓電源，輸出高壓2000V的直流電，并在高壓穩(wěn)壓電源中加入防倒流裝置，輸出變?yōu)楹懔?MA，則該電源可實(shí)現(xiàn)對(duì)高壓電容穩(wěn)定充電，防止電流倒流。
[0034]在每個(gè)電容的支路上連接一個(gè)開關(guān)，即每閉合一個(gè)開關(guān)電容的數(shù)值增加20uf，為防止電容全部關(guān)閉時(shí)電路出現(xiàn)短路等問(wèn)題，其中一組電容始終保持連通狀態(tài)，不設(shè)置開關(guān)，可通過(guò)改變電容容量，實(shí)現(xiàn)改變輸出能量，而達(dá)到改變生成氣泡的尺度的目的。
[0035]國(guó)內(nèi)外通常選用鎢和銅電極，但經(jīng)發(fā)明人多次反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在同樣的水深和其它條件下，石墨電極所產(chǎn)生的氣泡尺度大約是鎢電極的1.5倍，在生成氣泡的大小上，比鎢和銅電極具有更大的優(yōu)勢(shì)。
[0036]電容兩端的電壓表量程為-2000至+2000，防止電容放電時(shí)電壓不穩(wěn)定出現(xiàn)負(fù)值，而電源兩端的電壓表的量程選為遠(yuǎn)大于電源電壓2000V的O至5000V，并在該特制的電壓表中也加入防倒流裝置，防止輸入電壓超出量程而損壞。[0037]在電容兩端連接一個(gè)大功率大阻值的電阻和開關(guān)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，閉合開關(guān)，電容中的殘余電能將通過(guò)電阻轉(zhuǎn)化成熱能釋放。
[0038]電路中的各元件的參數(shù)值，各元件參數(shù)的選定都是由發(fā)明人反復(fù)試驗(yàn)得出，圖(I)中電源選為2000V (產(chǎn)生的氣泡尺度才可清晰觀察到氣泡上浮的現(xiàn)象)，電源的限流電阻R1=5K Ω，電壓表Vl的量程O — 5000V，電壓表V2的量程-2000至2000，每一支路電容器參數(shù)為額定電壓2000V容量值20uf，滑動(dòng)變阻器RM為IOK Ω，消電裝置中電阻R2=3M Ω。
[0039]本發(fā)明的大尺度氣泡生成方法如下:
[0040]1、連接電路，通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RM來(lái)調(diào)節(jié)電源電壓輸出數(shù)值至0-2000V，由與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電壓表Vl讀出相應(yīng)的電壓值；設(shè)定電容值，閉合若干組電容所對(duì)應(yīng)的開關(guān)，如閉合K4、K5、K6，其他電容組開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，則相應(yīng)的電容值為4X 20uf=80uf。
[0041]2、擺放實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器，將兩帶尖石墨電極置于透明的水槽中，水槽兩側(cè)設(shè)置高速攝像機(jī)和光源，高速攝像機(jī)和光源處于同一水平面，水槽內(nèi)裝有去氣的水。
[0042]3、對(duì)電容進(jìn)行充電:通電后電源指示燈LI點(diǎn)亮，電壓表Vl顯示出高壓電源輸出的電壓值(電壓表V2的數(shù)值為零)。檢查如符合以上描述則儀器一切正常，此時(shí)閉合儀器開關(guān)Kl充電指示燈L2點(diǎn)亮，對(duì)電路中的已連通的高壓電容充電，可由電壓表V2讀出電容兩端的電壓值，當(dāng)電壓表Vl與電壓表V2的數(shù)值穩(wěn)定且基本相等時(shí)，表示充電已充滿。斷開開關(guān)Kl指示燈L2熄滅，充電結(jié)束。
[0043]4、電容的放電，首先開啟光源燈，檢查高速攝像機(jī)信息采集是否正常，能否清晰顯示出相對(duì)的兩個(gè)電極尖端，一切無(wú)誤后，同時(shí)按下電源的放電開關(guān)K2和信息采集開始按鈕,此時(shí)放電指示燈L3點(diǎn)亮。
[0044]5、消除電容中殘余的電荷，放電結(jié)束后，電壓表V2的數(shù)值不為0，閉合開關(guān)K3，放盡電容內(nèi)儲(chǔ)存的電荷，電壓表V2的數(shù)值會(huì)逐漸減為零。然后可斷開電容的放電開關(guān)K2和開關(guān)K3，斷開儀器的電源，完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。
[0045]6、數(shù)據(jù)處理，計(jì)算氣泡的尺寸，觀察氣泡的形態(tài)和位移變化。
[0046]輸出2000V的直流電壓是這樣實(shí)現(xiàn)的:首先將220V的交流電從插頭經(jīng)保險(xiǎn)管送到一個(gè)低壓的穩(wěn)壓電源中，然后從這個(gè)低壓的穩(wěn)壓電源中輸出DC12V直流2A。然后將12V、2A直流的電輸入到帶有防倒流裝置的高壓穩(wěn)壓電源中，輸出穩(wěn)定的2000V、2MA直流電。
[0047]可調(diào)式高電壓的可調(diào)實(shí)現(xiàn)的方法是:通過(guò)調(diào)節(jié)電位器RM的阻值，使輸出電壓可在O—2000V間任意設(shè)定。
[0048]電容可調(diào)的方法是:通過(guò)控制開關(guān)K4，K5，K6，K7的閉合與斷開，使電容值在20-100uf間變化，每閉合一個(gè)開關(guān)電容值增加20uf。
[0049]消除電容放電殘余電荷的實(shí)現(xiàn)方法是:在電容的兩端串聯(lián)一個(gè)大阻值、大功率的電阻R3和開關(guān)K3，本裝置中用的是2.7ΜΩ的電阻。當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止電容中電未全部放盡而傷人，閉合開關(guān)K3，直至電壓表V2上的數(shù)值為0，斷開開關(guān)K3。
[0050]電極確定的方法是:通過(guò)進(jìn)行一系列的對(duì)比試驗(yàn)得出，石墨電極所產(chǎn)生的氣泡尺度是最大的，與國(guó)內(nèi)外通常選用的鎢電極相比，石墨產(chǎn)生的氣泡直徑約為鎢電極的1.5倍。
[0051]本發(fā)明利用高壓尖端放電的基本物理原理，提供了一種大尺度水下電火花氣泡的生成裝置。本裝置主要分為四部分，第一部分為充電裝置，220V交流電經(jīng)保險(xiǎn)絲后流入高壓電源，高壓電源與可調(diào)電容組串聯(lián)，對(duì)電容組進(jìn)行恒流充電；第二部分為放電裝置，電容組與電極串聯(lián)，兩電極尖端相對(duì)放在透明水槽中，放電時(shí)電容組兩端所累積的電荷會(huì)瞬間釋放，在兩個(gè)石墨電極尖端產(chǎn)生電火花，電解水生成大尺度氣泡；第三部分為測(cè)量裝置，高壓電源和電容兩端的電壓可由兩塊分別與他們并聯(lián)的特制數(shù)顯電壓表直接讀出，為電源電壓調(diào)節(jié)和電容充放電控制提供了方便。第四部分為安全裝置，通過(guò)繼電器實(shí)現(xiàn)低壓對(duì)高壓充電和放電過(guò)程的控制，避免了人與高壓直接接觸，以及地線的連接和電容中殘余電荷的釋放裝置，最后將上述所有設(shè)備裝在一個(gè)金屬的儀器箱箱里，阻斷了電路產(chǎn)生的電磁場(chǎng)向外輻射，充分保證了實(shí)驗(yàn)人員的人身安全。
[0052]該大尺度氣泡生成裝置解決了以往由于氣泡尺度小，浮力作用不明顯的問(wèn)題，本裝置可成功利用高壓實(shí)現(xiàn)大尺度氣泡的生成。本裝置還可外接多個(gè)電極，實(shí)現(xiàn)不同數(shù)目氣泡同步異步生成，。同時(shí)也為模擬水下爆炸氣泡實(shí)驗(yàn)提供了更加精確的數(shù)值，與低電壓放電裝置相比在大尺度氣泡脈動(dòng)研究領(lǐng)域具有不可替代的作用。
[0053]下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述，結(jié)合(圖1)開關(guān)Kl控制電容充電，當(dāng)開關(guān)Kl閉合時(shí)繼電器KMl閉合，電路中電容兩端與電源兩端連通，電源開始向電容充電，電壓表V1、V2的數(shù)值不斷增加，當(dāng)兩表的讀數(shù)基本相等且不變時(shí)，充電結(jié)束。當(dāng)開關(guān)Kl斷開、開關(guān)K2閉合時(shí)電容兩端與(圖2)中的電極兩端連通，電容會(huì)瞬間將電荷全部放出，電解水生成大尺度氣泡。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，閉合開關(guān)K4時(shí)，電阻R2與電容兩端連通，消除電容中殘余電荷。
[0054]本發(fā)明的大尺度氣泡生成方法是:
[0055]1、根據(jù)(圖1)連接電路；通過(guò)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器RM來(lái)調(diào)節(jié)電源電壓輸出數(shù)值至0-2000V,由與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電壓表Vl讀出相應(yīng)電壓值；設(shè)定電容值，閉合若干組電容所對(duì)應(yīng)的開關(guān)，如閉合K4、K5、K6，其他電容組開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，則相應(yīng)的電容值為4X20uf=80ufo
[0056]2、按(圖2)所示擺放實(shí)驗(yàn)相關(guān)儀器，將兩帶尖的石墨電極尖端相對(duì)置于透明的水槽中，水槽兩側(cè)設(shè)置高速攝像機(jī)和光源，高速攝像機(jī)和光源處于同一水平面，水槽內(nèi)裝有去氣的水。
[0057]3、對(duì)電容進(jìn)行充電，通電后，電源指示燈LI點(diǎn)亮，電壓表Vl顯示出高壓電源輸出的電壓值，此時(shí)電壓表V2的數(shù)值為零。檢查如符合以上描述，則儀器一切正常，此時(shí)閉合儀器開關(guān)Kl，充電指示燈L2點(diǎn)亮，對(duì)電路中的已連通的電容進(jìn)行充電，可由電壓表V2讀出電容兩端的電壓值，當(dāng)電壓表Vl與電壓表V2的數(shù)值穩(wěn)定且基本相等時(shí)，表示充電已充滿。斷開開關(guān)K1，指示燈L2熄滅，充電結(jié)束。
[0058]4、電容的放電，首先開啟光源燈，檢查高速攝像機(jī)信息采集是否正常，能否清晰顯示出相對(duì)的兩個(gè)電極尖端，一切無(wú)誤后，同時(shí)按下電源的放電開關(guān)K2和信息采集開始按鈕，此時(shí)放電指示燈L3點(diǎn)亮，實(shí)現(xiàn)高壓電容放電和氣泡生成的過(guò)程。
[0059]5、消除電容中殘余的電荷，放電結(jié)束后，電壓表V2的數(shù)值不為0，因?yàn)榉烹娺^(guò)程中電容放電并不能完全放盡，如不妥善處理會(huì)留下安全隱患，此時(shí)閉合開關(guān)K3，電壓表V2的數(shù)值會(huì)逐漸減為零。然后可斷開電容的放電開關(guān)K2和開關(guān)K3，斷開儀器的電源。
[0060]6、數(shù)據(jù)處理，計(jì)算氣泡的尺寸，觀察氣泡的形態(tài)和位移變化。
【權(quán)利要求】
1.一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置，其特征是: (1)充電裝置 包括一塊低壓穩(wěn)壓電源和一塊高壓穩(wěn)壓電源，電位器串聯(lián)在電源的兩端； (2)放電裝置 由N個(gè)20uf、額定電壓2000V的電容并聯(lián)后并聯(lián)到電源和兩個(gè)電極的兩端，N≥2在每個(gè)電容的支路上連接一個(gè)開關(guān)，兩個(gè)電極置于透明的水槽中，水槽兩側(cè)分別設(shè)置高速攝像機(jī)和光源，高速攝像機(jī)和光源處于同一水平面，水槽內(nèi)裝有去氣的水； (3)測(cè)量裝置 包括兩塊數(shù)顯電壓表，一塊測(cè)量高壓電源兩端輸出的電壓，另一塊測(cè)量電容兩端的電壓； (4)安全裝置 在每個(gè)電容兩端連接一個(gè)電阻和開關(guān)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置，其特征是:所述的充電裝置中低壓穩(wěn)壓電源的輸入交流電壓為220V，輸出直流電壓為12V;高壓穩(wěn)壓電源輸入直壓為12V ;輸出直壓為2000V。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置，其特征是:所述的電極為石墨電極。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置，其特征是:所述的可調(diào)式高電壓大尺度氣泡生成裝置安裝在金屬的儀器箱里。
【文檔編號(hào)】G01N21/85GK103592306SQ201310563606
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】張阿漫, 王詩(shī)平, 張帥, 姚熊亮 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)