實驗名稱：基于脈沖氣流的液滴噴射方法(fa)

　　實驗內容：該(gai)技術(shu)主要(yao)利(li)用控制氣(qi)流(liu)(liu)通(tong)(tong)道(dao)的(de)通(tong)(tong)斷狀態從而形(xing)成周期性的(de)脈沖(chong)(chong)氣(qi)流(liu)(liu)，脈沖(chong)(chong)氣(qi)流(liu)(liu)流(liu)(liu)入液(ye)滴(di)(di)噴(pen)射(she)裝(zhuang)置(zhi)內(nei)并作用于(yu)微通(tong)(tong)道(dao)內(nei)的(de)液(ye)體(ti)，對(dui)(dui)微通(tong)(tong)道(dao)內(nei)的(de)液(ye)體(ti)產生強烈(lie)剪切(qie)，在脈沖(chong)(chong)氣(qi)流(liu)(liu)的(de)速度與壓力作用下，使液(ye)體(ti)斷裂(lie)形(xing)成液(ye)滴(di)(di)。在液(ye)滴(di)(di)噴(pen)射(she)的(de)過程(cheng)中，通(tong)(tong)過控制脈沖(chong)(chong)氣(qi)流(liu)(liu)的(de)氣(qi)壓、頻(pin)率(lv)及占空比(bi)間(jian)接調控液(ye)滴(di)(di)噴(pen)射(she)的(de)頻(pin)率(lv)、體(ti)積、速度，實現對(dui)(dui)液(ye)滴(di)(di)噴(pen)射(she)過程(cheng)的(de)精(jing)確控制。

　　研究方向：液滴噴射

　　測試設備：ATA-3080功率放大器、信號發生器等。

　　實驗過程：

　　壓(ya)縮空(kong)(kong)氣(qi)從(cong)氣(qi)罐流(liu)(liu)(liu)入緩(huan)沖(chong)罐，脈(mo)(mo)沖(chong)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)氣(qi)壓(ya)由(you)氣(qi)壓(ya)閥(fa)控制(zhi)(zhi)。液(ye)(ye)(ye)(ye)體(ti)由(you)注(zhu)射(she)泵注(zhu)入液(ye)(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)射(she)芯片，同(tong)時(shi)控制(zhi)(zhi)流(liu)(liu)(liu)體(ti)的(de)流(liu)(liu)(liu)量，以便(bian)生成(cheng)不(bu)同(tong)體(ti)積的(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴。脈(mo)(mo)沖(chong)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)由(you)電(dian)磁(ci)閥(fa)驅動(dong)生成(cheng)，通過信號發生器與(yu)功(gong)率放大(da)器可(ke)(ke)以直(zhi)接控制(zhi)(zhi)脈(mo)(mo)沖(chong)氣(qi)流(liu)(liu)(liu)的(de)頻(pin)率和占空(kong)(kong)比，用于(yu)調節液(ye)(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)射(she)頻(pin)率及速度。由(you)于(yu)電(dian)磁(ci)閥(fa)本身性能(neng)限制(zhi)(zhi)，最高工作(zuo)頻(pin)率僅為200Hz。液(ye)(ye)(ye)(ye)滴的(de)噴(pen)射(she)過程(cheng)通過高速相機進行(xing)觀測(ce)和記(ji)錄，根據(ju)實際情況選擇20000fps左右(you)的(de)拍攝幀率。利用ImageJ對噴(pen)射(she)過程(cheng)中(zhong)液(ye)(ye)(ye)(ye)滴的(de)位移量進行(xing)測(ce)量，結(jie)合(he)時(shi)間就(jiu)可(ke)(ke)計算(suan)出液(ye)(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)射(she)速度。

　　實驗結果：

　　采用(yong)(yong)脈沖(chong)氣(qi)流(liu)(liu)噴(pen)(pen)射(she)流(liu)(liu)體(ti)(ti)，實現了高頻(pin)噴(pen)(pen)射(she)液(ye)(ye)(ye)滴的精(jing)確(que)調(diao)控(kong)(kong)。通(tong)過液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)頻(pin)率始終保持(chi)與脈沖(chong)擾動頻(pin)率一致，流(liu)(liu)體(ti)(ti)流(liu)(liu)量的控(kong)(kong)制(zhi)可(ke)(ke)以(yi)精(jing)確(que)控(kong)(kong)制(zhi)液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)的體(ti)(ti)積，調(diao)節占(zhan)空比(bi)可(ke)(ke)控(kong)(kong)制(zhi)液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)的速度。綜上所(suo)述(shu)，液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)體(ti)(ti)積、速度及頻(pin)率均可(ke)(ke)獨立調(diao)控(kong)(kong)，突破了現有液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)技術(shu)(shu)中調(diao)控(kong)(kong)的局限性(xing)。從而(er)可(ke)(ke)操縱更(geng)為精(jing)準的液(ye)(ye)(ye)滴行為。其次，利(li)用(yong)(yong)脈沖(chong)氣(qi)流(liu)(liu)剪(jian)切(qie)流(liu)(liu)體(ti)(ti)，可(ke)(ke)以(yi)在(zai)較小的氣(qi)壓下噴(pen)(pen)射(she)流(liu)(liu)體(ti)(ti)形成較高粘度(＞200mPa·s）的液(ye)(ye)(ye)滴，增加了此技術(shu)(shu)實用(yong)(yong)性(xing)和擴展(zhan)性(xing)，為多(duo)領域中液(ye)(ye)(ye)滴噴(pen)(pen)射(she)平臺的搭建提供(gong)重要技術(shu)(shu)支持(chi)。

　　功率放大器(qi)推薦：ATA-3080C功率放大器(qi)

　　圖：ATA-3080C功率放大器指標參數

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