液滴分析仪机械结构设计研究

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摘要：本文基于液滴分析技术的原始理论，重新设计了电容传感器的机械结构。为了找到纤维进给的深度，设计了梯度为0.1mm的垫片调整机构，以控制纤维探头通过垫片的插入深度并达到最表征的位置，以便液滴实验能够最好地再现状态。实验表明，使用1.8mm垫片来限制纤维深度可以获得最佳的液滴指纹。

关键词：液滴分析仪；电容传感器；光纤传感器

液滴分析技术的特点是使用人类指纹来识别人，根据该识别的数字可以定性流体，能够了解液滴分析技术在线监测的可能性，该技术可以直接用于样品的采样，测试和自动分析，并将其应用于水质和饮料控制的变化。液滴分析技术是一种新技术，它利用光纤和电容传感器在液滴形成过程中获取液体的光和电信号，并实现液体特性。通过将电容信号（如水平坐标和光纤信号）作为配位，可以达到反映液体特性的曲线。

1液滴分析技术测量原理

电容式液滴传感器电容的变化是：光纤液滴传感器主要由液滴头、输液光纤、输出光纤和供电管组成，能够控制光源，液滴内部的光被液体等反射、透射和完全吸收，人体的一些模拟光纤作为信号输出。这部分变化改变了光强度，包括泄漏的物理化学性质的全面信息。在液滴体积变化过程中，电容传感器的电容变化如下：式中，h能够随液滴的生长过程而变化，ε0代表真空电常数，R代表的是环形电极内半径，r指的是液滴的半径，ε1指的是测量的液体的相对介电常数，εa是环板和液滴之间空气的相对介电常数。

2液滴分析仪传感器的结构设计

液滴头和环板形成电容式传感器的两个电极，液滴头附着在空间的下支撑壳上，环板的安装位置由定位芯保证。在测量电路中，环板就像充电信号的齿面端一样，非常容易受到外部干扰。因此，电容器的上部和下部屏蔽层设计用于隔离与环板的外部干扰，以确保测量的进行。

2.1传感器的核心部件分析

2.1.1滴头密集传感器的两个电极由液滴头和环板形成，液滴头连接到空间的下部支撑壳上，圆板的安装位置由位置核心固定。在测量电路中，圆板与加载信号的齿端一样，极易受到外界干扰。因此，电容器的上下外壳设计用于将外部静电与环板绝缘，以确保测量的稳定性。浅谈液滴分析仪的机械结构设计孙艳（忻州职业技术学院机电系，山西忻州034000）摘要：本文基于液滴分析技术的原始理论，重新设计了电容传感器的机械结构。为了找到纤维进给的深度，设计了梯度为0.1mm的垫片调整机构，以控制纤维探头通过垫片的插入深度并达到最表征的位置，以便液滴实验能够最好地再现状态。实验表明，使用1.8mm垫片来限制纤维深度可以获得最佳的液滴指纹。关键词：液滴分析仪；电容传感器；光纤传感器中图分类号：U445.1文献标识码：A文章编号：1671-0711（2022）08（下）-0115-02图1滴头结构图2.1.2环形极板及上、下屏蔽罩圆柱形密封胶模型的外板是由铜制成的，这样其中心轴与落头的中心轴能够重合，圆板的长度要大于液滴过程的最大距离，本文中为14mm。圆板的下部有一个直径为2mm的孔，内置保护芯，圆板的充电信号通过保护线的内芯到达测量通道。2.1.3上、下屏蔽罩测量通道通过来自“地面站”和“待测终端”的两个信号连接到双极密封胶传感器，以实时测量容量值。在滴剂的生长中，头部毛毛雨的长度不断变化，费用也在不断变化。在测量中，滴落时用不稳定的力连接到地球末端，测量周期连接到测量通道中的终端进行测量。由于理论容量值仅为PF水平，因此极易受到外部因素的干扰，电容器的上下保护外壳设计在圆板外。2.1.4下支撑套下部支撑套管材料为PTFE，可完成电容器，光纤传感器和电路的紧固功能。上部和下部有四个圆孔，用于紧密的信号线层。同时，它们可以轻松跟踪密封剂板和光纤贴片的紧固位置。它是下部支撑套筒内的一个定制孔，塑料板通过这个光滑的孔将下部支撑套筒从下部转动，并调整电容器下方保护外壳的垂直位置。在下部支撑套的中间有一个圆孔，通过与滴头过盈配合完成滴头的装卡。

2.2光纤传感器核心部件

2.2.1轨道本文设计了光纤电缆测量垂直位移轨迹，以保证光纤运动的有效性。螺纹孔在轨道的一侧打开，并将头发注射收紧到所需位置。在轨道的另一侧是50度的角落处的长台阶冲洗，其中内滴通过该进料管插入。轨道的外脉与下部支撑套筒的内壁相结合，下部支撑套筒通过轨道下部的三个孔调整其位置，这些孔在120度的圆周内是对称的。2.2.2垫片密封剂中心有一个直径为2mm的孔，与下部控制台平行的直径必须为0.01mm。由于垫片之间的厚度差仅为0.1mm，因此使用两个高模拟插头作为加工原料，垫片采用线切割技术进行加工。选择0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm和1mm六种尺寸进行加工，并通过超级聚焦实现1.1～2.4mm的包装厚度。通过改变包装的不同厚度并将其覆盖在所需的高度来改变纤维深度。光纤安装的深度不同，产生的指纹滴也不同。在实验中找到光纤探头的深度后，将光纤探头固定在此位置。2.2.3圆柱芯圆柱芯下端放置在圆柱形轨道顶部的中间孔中，以分散注意力。圆柱芯顶部的圆柱形边缘与滴水端底部的内锥端接触，保证圆柱形芯的卷曲性和滴水性。

3实验与分析

3.1光纤插入深度实验

竹酒当作测量对象，限制滴头的穿透深度，进行指纹提取实验，如图2所示。

3.2液滴指纹图特征峰统计

随着厚度线性增加，光纤末端人头下降的深度减小，而液滴打印上的电压停止（定义为液滴打印卡背面的较大尖端为“停止电压”），并且随着封装厚度的增加，趋势增加。在小于1.0mm的包装厚度范围内，在罩的尖端和彩虹的尖端之间，表面为零（除扰动以外的第一个弯曲尖端被定义为“彩虹尖端”），这是由穿透液滴下边缘轮廓的纤维探头产生的，并且该区域中液滴打印的适当功能丢失。在0.2mm指纹卡封装中，跌落没有出现在肩膀的顶部和彩虹的顶部，只有电压停止，而电容的前半部分指纹卡功能周期丢失了。在封装厚度为1.0mm或更小的区域，轨道液滴的指纹卡的原始值为零。实验测量了7种液体的指纹，以及指纹卡中6种滴的原始值对应于每个厚度包装，粒数值为零，彩虹顶计数为肩顶（在跌落指纹卡中彩虹顶正面也出现小凸起的肩顶，此肩上衣定义为“彩虹顶肩上衣”），张力峰肩上衣（下降指纹短电压峰出现在后部的小凸起峰，定义为“电压峰肩峰”），如表1所示在选择光纤端插件的深度位置时，需要选择深度位置，以便与深度位置对应的指纹卡尽可能多地暴露信息，即尽可能多的功能。如表1所示，随着填料厚度的增加，功能总数也会增加，填料厚度为1.6mm、1.8mm和2.0mm作为填料厚度的替代方案。如图10所示，随着封装的增加，光信号的强度显示出下降的趋势，即光信号曲线包围的区域，水平轴显示下降的趋势。通过选择1.8mm厚度作为光纤表面插入深度的边界包厚度，所得指纹卡不仅可以暴露多种功能，而且其光信号强度也不弱。

作者：孙艳 单位：忻州职业技术学院机电系