在发动机燃烧、喷雾干燥、燃料雾化等工业与科研领域,喷雾流场具有高速、瞬变、三维非均匀等复杂特性,传统取样法会严重破坏流场原始状态,导致粒径分析失真。喷雾激光粒度仪通过一系列创新性光学与算法设计,成功破解了这一难题,成为复杂流场原位、实时分析的利器。
其破解难题的核心技术路径如下:
非接触式原位测量,保持流场原真性:仪器采用激光作为探测媒介,无需从流场中抽取样品,避免了取样带来的液滴蒸发、碰撞、破裂或聚集等二次效应,确保测量对象即是实际工况下的真实喷雾场。
应对高浓度与动态范围:复杂喷雾往往浓度高,存在严重的多重散射干扰。先进的喷雾粒度仪采用双探测器阵列布局(前向与侧向/后向)并结合反演算法(如米氏散射理论),能够有效校正多重散射影响,在宽浓度范围内(从稀薄到浓密)保持测量准确性。同时,其动态范围极宽,可同时测量从亚微米到数百微米乃至毫米级的液滴。
捕捉瞬态过程与空间分布:仪器具备高的时间分辨率(可达微秒级),能够跟踪喷雾发展过程中粒径分布的瞬时变化,如破碎、雾化、蒸发等关键阶段。结合多维平移扫描系统,可对喷雾截面进行逐点测量,从而重构出粒径在流场三维空间中的分布图谱,揭示局部非均匀性。
抗振与光路自适应设计:针对工业现场振动、背景光干扰等恶劣环境,仪器采用一体化坚固设计、自适应光路校准以及背景光抑制技术,确保在复杂实验台或生产线上长期稳定运行,获得可靠数据。
总结而言,喷雾激光粒度仪通过“非接触原位探测+高浓度校正算法+高时空分辨率扫描+环境鲁棒性设计”的技术组合拳,成功穿透了复杂流场的测量迷雾,将难以捉摸的瞬态液滴群转化为精确、多维的定量数据,为优化雾化效率、提升燃烧性能、改进产品质量提供了的洞察力,是连接微观机理与宏观性能的关键桥梁。