專利名稱：液體彌霧的鑒別的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及液體彌霧性能的鑒別。本發(fā)明特別涉及測(cè)量金屬加工液體的彌霧性能的方法和裝置。
2.相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的介紹許多工業(yè)加工要使用液體來潤滑和冷卻，特別是機(jī)加工，即包括工件的機(jī)械切削或成形的加工。機(jī)加工包括諸如鋸解、鉆孔、銑削、研磨、車削、拉削、鉸孔、攻絲和平刨之類的切削加工，以及諸如彎曲、變薄拉深、沖壓、滾壓、模壓、沖切和鍛造之類的成形加工。當(dāng)將潤滑和冷卻液體提供給工件和工具之間的界面時(shí)，將因機(jī)械加工的力學(xué)作用，隨著輸入液體的能量而可能產(chǎn)生彌霧。彌霧的這種產(chǎn)生在有液流與轉(zhuǎn)動(dòng)件外周接觸的加工中是極其普遍的，不管是在鉆孔、銑削、攻絲、鉸孔或鏜孔中的工具，或在車削或某些類型的研磨中的工件。在這種加工中，因液體與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸而形成的足夠大的剪應(yīng)力將產(chǎn)生與液流分離的液滴，并使這些液滴進(jìn)入周圍大氣環(huán)境。這種彌霧發(fā)生在研磨加工中是非常普遍的，這是因?yàn)檠心ゼ庸r(shí)有相當(dāng)高的表面速度，因而給液體提供高能量，因?yàn)樘峁┐罅康囊后w，因而使大量的液體轉(zhuǎn)換成液滴，因?yàn)樯拜喌拇植诒砻嬉子诓东@表面上的液體，因而增加了傳遞給液體的剪應(yīng)力。
在工業(yè)加工中發(fā)生彌霧的這種性質(zhì)可在液滴質(zhì)量的很大范圍內(nèi)發(fā)生。此外，這些加工使液滴向各方向飛濺，經(jīng)受與其它液滴的碰撞，改變液滴的質(zhì)量和能量。通常，這些加工產(chǎn)生經(jīng)受不同傳送效果的液滴。特別是，相當(dāng)大質(zhì)量液滴的傳送將受慣性和重力的影響。而相當(dāng)小質(zhì)量液滴的傳送將受布朗運(yùn)動(dòng)的影響。已知較小質(zhì)量的液滴有助于彌霧發(fā)生結(jié)束之后彌霧的長久保持。由于液滴的傳送和彌霧的保持會(huì)對(duì)在工業(yè)加工現(xiàn)場的人產(chǎn)生影響，因此工業(yè)環(huán)境里的彌霧濃度受到有關(guān)工作場所健康和安全規(guī)范的限制。其中特別重要的是小到可以呼吸的液滴，這些較小的液滴將被傳送到離發(fā)生源最遠(yuǎn)的地方。規(guī)范將對(duì)加工設(shè)備附近位置處的現(xiàn)場里的彌霧濃度進(jìn)行限制，而操作者可能出現(xiàn)在該現(xiàn)場并與該彌霧接觸。除了與人接觸有關(guān)外，由機(jī)加工液體產(chǎn)生的彌霧還伴隨著其它的缺點(diǎn)，如增加了液體的流失，因液體成分改變而可能損失某些功能，以及彌霧攜帶的污染物沉淀在設(shè)備的表面上。
由于發(fā)生彌霧的有害后果，特別是由于對(duì)現(xiàn)場彌霧濃度的規(guī)范，因此最好能鑒別機(jī)加工液體的彌霧性能。特別是，最好能鑒別液體成分對(duì)彌霧性能的影響，以便識(shí)別有可能減少彌霧發(fā)生而又維持液體的理想功能的液體和成分。因此，需要能測(cè)量工業(yè)加工中的機(jī)加工液體的彌霧性能的方法和裝置。
已經(jīng)知道測(cè)量生產(chǎn)環(huán)境中的彌霧發(fā)生，然而，顯然不能用生產(chǎn)機(jī)械進(jìn)行所需要的測(cè)量，從而鑒別工業(yè)加工中可能使用的機(jī)加工液體的彌霧性能。除了昂貴的設(shè)備使用費(fèi)外，使用這種設(shè)備還將在鑒別液體性能時(shí)增加控制方面的困難。因此，需要有在控制條件下鑒別含水液體彌霧性能的方法和裝置，而該控制條件模擬一種工業(yè)加工，同時(shí)又可以消除難以在生產(chǎn)環(huán)境中證明的變數(shù)。
已知的控制彌霧發(fā)生的實(shí)驗(yàn)室技術(shù)通常缺少一種或幾種在工業(yè)生產(chǎn)中影響彌霧發(fā)生的機(jī)加工特征。例如，已知在實(shí)驗(yàn)時(shí)使用噴霧器使貯存池里的液體變成彌霧。而噴霧器通常是一種單點(diǎn)噴射源，它不能產(chǎn)生具有機(jī)加工特征的液滴的隨機(jī)運(yùn)動(dòng)。此外，生產(chǎn)設(shè)備在機(jī)加工過程中要重復(fù)使用機(jī)加工液體，因此聚集在機(jī)械表面上的彌霧液滴將與貯存池中的其它液體重新結(jié)合，而已知的用來研究彌霧的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備不能用來收集彌霧，不能與產(chǎn)生彌霧的液體重新結(jié)合，不能使由此形成的液體再循環(huán)。
本發(fā)明的簡要說明本發(fā)明的一個(gè)目的是提供用來鑒別工業(yè)加工中使用的機(jī)加工液體的彌霧性能的方法和裝置。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供用來測(cè)量機(jī)加工液體的彌霧性能的方法和裝置，它們模擬在工業(yè)加工中發(fā)生的彌霧。
本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)通過下面的附圖和說明將變得更加清楚。
按照上述目的，提供一種用來測(cè)量液體彌霧性能的方法和裝置。彌霧發(fā)生在一殼體里，再將承載彌霧的氣流從該殼體引導(dǎo)到一彌霧濃度測(cè)量儀器。相對(duì)較大質(zhì)量的液滴在氣體到達(dá)彌霧濃度測(cè)量儀器前從該氣流里被除去，以模擬在工業(yè)加工中由于自然作用而從彌霧里消除這種液滴。為了進(jìn)一步模擬工業(yè)加工所共有的作用，在液體貯存池和彌霧發(fā)生裝置之間提供液體再循環(huán)。
附圖的簡要說明

圖1是顯示能量和彌霧發(fā)生之間關(guān)系的圖表；圖2是按照本發(fā)明的彌霧測(cè)量裝置的框圖；圖3是顯示時(shí)間和按照較佳實(shí)施例的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果之間關(guān)系的圖表。
較佳實(shí)施例的詳細(xì)說明在機(jī)加工中使用的、作為“金屬加工”或“切削”液體或“冷卻劑”的功能性液體與使用這種液體的加工的性質(zhì)和工件材料無關(guān)，這在涉及這種功能性液體的工業(yè)用液體產(chǎn)業(yè)中是眾所周知的。因此這種液體可用于工件的所有方式的機(jī)加工，其中不受限制地包括銑削、鉆孔、攻絲、鉸孔、研磨、拋光、成形、滾壓、變薄拉深和彎曲。此外，這種液體還可用于金屬、塑料、陶瓷和合成材料的加工。本文中，術(shù)語“機(jī)械加工液體”、“金屬加工液體”、“切削液體”和“冷卻劑”將可互換地使用。
含水液體和直餾油在工業(yè)加工中被作為機(jī)械加工液體使用。直餾油是由石油和添加劑、諸如抗氧化劑、特壓劑、油脂材料和腐蝕抑制劑合成的。在工業(yè)加工中作為潤滑劑和冷卻劑使用的含水機(jī)械加工液體是各種成分的復(fù)雜組合，它們呈現(xiàn)出特別適合于使用這些液體進(jìn)行加工的性質(zhì)和功能。含水機(jī)械加工液體包含水、潤滑劑和諸如特壓劑、腐蝕抑制劑、殺細(xì)菌劑和殺真菌劑之類的添加劑。潤滑劑成分將降低工具與工件之間的摩擦，而水有助于散發(fā)工件加工過程中產(chǎn)生的熱量?？墒褂枚喾N不同的潤滑劑，而含水機(jī)械加工液體根據(jù)潤滑劑的性質(zhì)還可進(jìn)一步分類成可溶油、合成和半合成液體。合成液體是澄清的，包含除油之外的潤滑劑。半合成液體是半透明或透明的，包含礦物油。而可溶油產(chǎn)品是不透明的，包含石油基油的乳狀液。潤滑劑和水基機(jī)械加工液體的許多其它成分是合成的或自然生存的有機(jī)化合物或這種化合物的混合物。這種水基機(jī)械加工液體中的潤滑劑可包括(例如)酯類、氨基化合物、聚醚、胺類和磺化油。腐蝕抑制劑可用來減少或防止工件的腐蝕，以及減少或防止對(duì)工具的化學(xué)浸蝕。殺細(xì)菌劑和殺真菌劑用來減少或防止針對(duì)液體成分的由細(xì)菌或真菌引起的浸蝕，而表面活化劑可用來在液體的水相中形成不溶于水成分的穩(wěn)定懸浮液。這樣，各成分具有有助于機(jī)械加工液體的整體用途和效果的一種功能。
作為機(jī)械加工液體的復(fù)雜性的結(jié)果，同一類型但具有不同成分的液體最好可具有顯著不同的彌霧性能。因此，最好提供一種方便的方法和裝置，用來驗(yàn)證機(jī)械加工液體在最接近實(shí)際使用條件的條件下的彌霧性能。很顯然，最好具有用來評(píng)價(jià)成分變化對(duì)這種液體彌霧性能影響的方法和裝置。
本發(fā)明的方法準(zhǔn)備使用一種彌霧發(fā)生工藝，在這種工藝?yán)?，提供給液體的能量是可控制的，這樣，在相同彌霧發(fā)生條件下由不同成分的液體產(chǎn)生的彌霧濃度可進(jìn)行比較，以說明該液體的彌霧發(fā)生性能。圖1是一張圖表，它顯示了在一彌霧發(fā)生工藝?yán)镌诓蛔兊囊后w容積時(shí)彌霧濃度與能量輸入之間的關(guān)系。在能量水平在E1之下時(shí)，彌霧發(fā)生是可以忽略不計(jì)的。在能量水平在E2之上時(shí)，彌霧發(fā)生僅受液體容積的限制。由此獲得能量水平在E1和E2之間區(qū)域里時(shí)的液體彌霧性能的有用的比較數(shù)據(jù)。在圖1中，曲線2和4形成了不同成分的液體所期待的彌霧性能的包絡(luò)線，曲線4與曲線2相比顯示了在相對(duì)較低輸入能量水平時(shí)液體成分產(chǎn)生相對(duì)較大的彌霧濃度。按照本發(fā)明的方法，液體的彌霧性能在穩(wěn)定的能量輸入水平處進(jìn)行鑒別，如圖1中的EC。即，為了比較彌霧性能，讓不同成分的液體在一彌霧發(fā)生裝置里經(jīng)受與一穩(wěn)定的能量水平對(duì)應(yīng)的輸入能量，并記錄由此產(chǎn)生的彌霧濃度。
按照本發(fā)明的方法，將一用來測(cè)量彌霧性能的液體樣本提供給在一殼體里的產(chǎn)生彌霧的裝置。通過彌霧發(fā)生裝置輸入液體的能量是可控制的，較佳的是可調(diào)整到一額定水平，如圖1中的EC。在殼體里的承載彌霧的氣體以一預(yù)定速度自彌霧發(fā)生裝置附近流向一測(cè)量彌霧濃度的傳感器或儀器。相當(dāng)大的液滴、因而是相當(dāng)大質(zhì)量的液滴將在氣體到達(dá)傳感器之前從承載彌霧的氣體流中消除。
按照本發(fā)明的彌霧發(fā)生裝置將參考圖2來描述，圖2顯示了一個(gè)較佳實(shí)施例。在圖2中，殼體10包括一貯存液體的貯存池12，以及包含一被控制轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒件16的彌霧發(fā)生裝置，受控制的液體流通過噴嘴26噴在圓筒件16上。也可用其它的、適合于產(chǎn)生具有各種質(zhì)量液滴的彌霧和提供任意的液滴運(yùn)動(dòng)的裝置來代替液體流和轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒件16的組合。例如可使用霧化器，它被制造成可提供多方向的氣霧流并接受可控制的氣體和液體流。此外，可用一個(gè)或幾個(gè)以可控制的速度轉(zhuǎn)動(dòng)的盤代替轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒件16，以便讓可控制的液體沖擊該盤，確保產(chǎn)生所需性能的彌霧。
在殼體10里，彌霧發(fā)生在由底板、側(cè)壁和最靠近轉(zhuǎn)動(dòng)件的擋板30限定的狹窄區(qū)域內(nèi)。殼體10上的進(jìn)口14允許外部氣體靠近彌霧發(fā)生裝置。傳感器28包括諸如隔板泵之類的裝置34，以有助于承載彌霧的氣體流從靠近轉(zhuǎn)動(dòng)件16的狹窄區(qū)域經(jīng)過擋板30進(jìn)入進(jìn)氣孔38并通過在殼體10外的傳感器28。傳感器28測(cè)量彌霧濃度。封閉的彌霧發(fā)生裝置將從承載彌霧的氣體里除去較大的液滴，從而有助于測(cè)量包含占優(yōu)勢(shì)的大量液滴的彌霧的濃度，可以相信，它決定與在生產(chǎn)環(huán)境中的人相關(guān)的區(qū)域里的彌霧的濃度。
圓筒件16、較佳的是一砂輪可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在殼體10里，并由一心軸18轉(zhuǎn)動(dòng)。而心軸18由電動(dòng)機(jī)20、較佳的是由變速電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。速度控制箱22允許通過改變電動(dòng)機(jī)20的速度來預(yù)定地改變圓筒件16的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，圓筒件16的表面速度對(duì)于輸給沖擊圓筒件16的液體流的能量具有顯著的作用。
一再循環(huán)泵24通過排泄口36將貯存池12里的液體抽出，并通過噴嘴26噴出液體流，以便與轉(zhuǎn)動(dòng)的圓筒件16接觸。排泄口36、再循環(huán)泵24和噴嘴26的組合作用可使貯存池12里的液體再循環(huán)通過彌霧發(fā)生器，由此模擬機(jī)加工時(shí)典型的機(jī)械加工液體的再循環(huán)。再循環(huán)泵24的速度較佳的是按照貯存池12的容量設(shè)置，例如能夠在每一到二分鐘內(nèi)完成貯存池容量的一個(gè)再循環(huán)。
除了控制轉(zhuǎn)動(dòng)件16的轉(zhuǎn)動(dòng)速度，以影響由彌霧發(fā)生裝置提供的輸入液體的能量外，較佳的是提供一種裝置以改變來自噴嘴26的液體流的速度。在較佳的實(shí)施例里，該流動(dòng)速度是由再循環(huán)泵24的速度確定的。也可使用另外的裝置控制在噴嘴26處的液體的流速，例如，可在再循環(huán)泵24和噴嘴26之間設(shè)置一個(gè)閥，以便可以使用等速再循環(huán)泵；或者彌霧發(fā)生裝置使用一種噴霧器而不是轉(zhuǎn)動(dòng)件，可將來自貯存池12的液體提供給一壓力控制蓄能器，以便在一控制壓力下將液體提供給噴霧器的一進(jìn)液口，然后再循環(huán)泵24保持將液體提供給壓力控制蓄能器。與彌霧發(fā)生裝置的結(jié)構(gòu)無關(guān)，較佳的是在再循環(huán)路徑上設(shè)置一個(gè)在提供給噴嘴26的液體流上的計(jì)量器、例如一壓力計(jì)量器32，以便在殼體外清楚地指示液體在流動(dòng)。
如上所述，在機(jī)加工中發(fā)生的彌霧將產(chǎn)生各種質(zhì)量的液滴，質(zhì)量最小的液滴易受向發(fā)生源最遠(yuǎn)處輸送的影響。為了模擬工業(yè)加工中這些液滴是怎樣輸送的，殼體10被制造成能產(chǎn)生一經(jīng)進(jìn)口14通過傳感器28的氣體流。這樣，除了進(jìn)口14和傳感器的進(jìn)氣孔38之外，殼體10被密封，以防止外界空氣進(jìn)入。通過裝置34引導(dǎo)氣體樣本進(jìn)入傳感器以及利用進(jìn)口14可使氣體流從彌霧發(fā)生裝置附近通過由擋板30形成的路徑到達(dá)傳感器28的進(jìn)氣孔38。較大的、因而較重的液滴由于重力和慣性作用而與氣體分離，這些液滴落入貯存池12里或聚集在殼體10的內(nèi)壁上和擋板30的表面上，并在重力作用下落下或流動(dòng)，與貯存池12里的液體再結(jié)合在一起。較大液滴的這種分離模擬了在機(jī)加工中在較大質(zhì)量液滴上的慣性和重力作用。
傳感器28提取承載彌霧的氣體樣本并測(cè)出在該樣本里的彌霧濃度。已知有各種用來測(cè)量彌霧濃度的儀器，例如重力型取樣器，諸如靜電沉淀器和玻璃纖維或聚四氟乙烯過濾器；級(jí)聯(lián)沖擊器型取樣器；以及實(shí)時(shí)氣霧監(jiān)視器。申請(qǐng)人已選用DATA RAMTM氣霧監(jiān)視器(可從馬薩諸塞州Billerica的MonitoringInstruments for the Environment，Inc.買到)，它是利用光線散射測(cè)量空氣中微粒的質(zhì)量濃度的儀器。在該儀器里的裝置34以可選擇的流速引導(dǎo)氣體通過進(jìn)氣孔38，并讓該氣體通過一過濾器(未畫出)排到殼體10外。傳感器28進(jìn)行定期測(cè)量，重復(fù)測(cè)量的速度是可調(diào)整的。傳感器28較佳的是包括儲(chǔ)存測(cè)量數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存器，或其它的能記錄測(cè)量數(shù)據(jù)的裝置，諸如數(shù)字或字母數(shù)字打印機(jī)或記錄繪圖儀。
申請(qǐng)人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，對(duì)于任何被測(cè)試的液體來說，用本較佳實(shí)施例的裝置完成的彌霧濃度測(cè)量相對(duì)時(shí)間趨向一個(gè)平衡值CE。在圖3中，曲線6顯示了彌霧濃度值與使用按照本較佳實(shí)施例的裝置的時(shí)間之間的關(guān)系。最初，值的變化速度較慢，直至最早的時(shí)間值Ti。這段時(shí)間反映了自開始測(cè)試液體樣本至大量液滴被輸送至進(jìn)氣孔38的遲延過程。接著，彌霧濃度測(cè)量值的變化速度增加，直至?xí)r間Tf，超過此時(shí)間，測(cè)量值不再隨時(shí)間而變化。在時(shí)間Ti和時(shí)間Tf之間的這段時(shí)間與需要大量的彌霧以聚集在轉(zhuǎn)動(dòng)件16附近的限定容積里、以及伴隨的向進(jìn)氣孔38輸送小質(zhì)量液滴速度增加的時(shí)間對(duì)應(yīng)。超過時(shí)間Tf，達(dá)到一平衡值，此時(shí)，彌霧發(fā)生速度、彌霧通過傳感器28的輸送速度和液滴在殼體10內(nèi)表面上和擋板30上的聚集速度是平衡的，這是液體在預(yù)定能量輸入水平EC處進(jìn)行測(cè)試的特征。為了消除彌霧濃度值相對(duì)時(shí)間變化的影響，申請(qǐng)人取在時(shí)間Tf開始和繼續(xù)一段預(yù)定時(shí)間至?xí)r間Te這段時(shí)間測(cè)量的彌霧濃度的平均值。由此產(chǎn)生的液體樣本的平均值被用來與通過其它液體樣本獲得的類似值相比較。
為了方便起見，殼體10被制造成若干可堆疊的部分，最下層部分的頂部可打開，以便較方便地接近可轉(zhuǎn)動(dòng)件16。組裝時(shí)，將互相鄰接的兩個(gè)部分之間的縫隙密封，以便確保基本上所有允許進(jìn)入殼體10的氣體通過進(jìn)口14進(jìn)入。
校準(zhǔn)通過將該裝置產(chǎn)生的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果與對(duì)在生產(chǎn)環(huán)境中的同樣液體進(jìn)行的測(cè)量結(jié)果作比較可校準(zhǔn)按照本發(fā)明的裝置。在這方面，傳感器28最好與在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量所使用的傳感器相同，并調(diào)整到使通過傳感器的氣體流動(dòng)速度與在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量時(shí)所使用的相同。對(duì)影響最接近的、進(jìn)行機(jī)械加工的設(shè)備的液體進(jìn)行彌霧濃度測(cè)量。使用新鮮的液體以消除液體污染對(duì)由該液體產(chǎn)生的彌霧濃度的影響。如果使用該裝置來揭示不同類型的液體的彌霧性能，應(yīng)對(duì)在生產(chǎn)環(huán)境中的各類型的示范液體進(jìn)行測(cè)量。傳感器與彌霧發(fā)生源的距離較佳的是進(jìn)行選擇，以便最接近設(shè)備操作者相對(duì)設(shè)備的主要彌霧發(fā)生源的預(yù)期位置，但在任何情況下，所選擇的位置應(yīng)避免機(jī)械加工時(shí)噴射的液體飛濺在傳感器上，但又讓彌霧濃度測(cè)量在傳感器的有效測(cè)量范圍內(nèi)進(jìn)行。如果需要，可對(duì)加工參數(shù)、諸如液體流速和轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)速進(jìn)行調(diào)整，以確保彌霧濃度測(cè)量不是在測(cè)量范圍的極端處進(jìn)行。采用多個(gè)測(cè)量結(jié)果將允許在統(tǒng)計(jì)學(xué)上消除因生產(chǎn)環(huán)境中的現(xiàn)象、諸如與機(jī)械加工無關(guān)但由附近的活動(dòng)產(chǎn)生的氣流造成的誤差。在生產(chǎn)環(huán)境中的測(cè)量過程用取自不同生產(chǎn)批次的不同類型的液體樣本或同一類型的液體樣本重復(fù)進(jìn)行并記下數(shù)據(jù)，注意供數(shù)據(jù)收集用的各樣本應(yīng)使用新鮮液體。
為了使用在生產(chǎn)環(huán)境中收集的數(shù)據(jù)，將同一液體的樣本置于貯存池12里。隨著氣體流動(dòng)通過傳感器28的速度被選定在與在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行的測(cè)量相同的速度上，調(diào)整圓筒件16的轉(zhuǎn)速和液體通過噴嘴26的流速，以產(chǎn)生近似等于所記錄的同一液體在生產(chǎn)環(huán)境中的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果。與在生產(chǎn)環(huán)境中收集數(shù)據(jù)一樣，進(jìn)行多次測(cè)量和記錄多次測(cè)量結(jié)果將在統(tǒng)計(jì)學(xué)上消除誤差。實(shí)際上，彌霧濃度測(cè)量結(jié)果是利用該裝置對(duì)各液體樣本進(jìn)行約60分鐘測(cè)量獲得的，利用最后15分鐘獲得的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果的平均值來調(diào)整轉(zhuǎn)速和泵速。將轉(zhuǎn)速和泵速記錄下來。
在利用第一液體樣本收集數(shù)據(jù)后，卸下該液體，清掃貯存池和殼體的內(nèi)表面，清潔傳感器，將不同成分的液體樣本或不同類型的液體樣本放入貯存池里。在不改變流速或轉(zhuǎn)動(dòng)件16轉(zhuǎn)速的情況下進(jìn)行測(cè)量并記錄測(cè)量結(jié)果。與第一液體一樣，約進(jìn)行60分鐘的彌霧濃度測(cè)量，而在校準(zhǔn)工藝?yán)锸褂米詈?5分鐘里獲得的測(cè)量結(jié)果的平均值。將這些數(shù)據(jù)與用同一液體在生產(chǎn)環(huán)境中獲得的數(shù)據(jù)比較。如果彌霧濃度值在5％內(nèi)，校準(zhǔn)完成，并在準(zhǔn)備進(jìn)行數(shù)據(jù)收集前卸下液體樣本和清洗整個(gè)裝置。
如果第二液體樣本產(chǎn)生的彌霧濃度值與在生產(chǎn)環(huán)境中獲得的值相差超過5％，調(diào)整圓筒件16的轉(zhuǎn)速和/或通過噴嘴26的液體流速，以便將偏差減小到5％之內(nèi)。將轉(zhuǎn)速和泵速記錄下來，卸下液體樣本并清洗裝置。然后將第一液體的新鮮樣本放入貯存池12里，并使用通過第二液體樣本設(shè)立的圓筒件16的同一轉(zhuǎn)速和泵速，進(jìn)行彌霧濃度測(cè)量。如果這些彌霧濃度測(cè)量值與同一液體在生產(chǎn)環(huán)境中獲得的值的偏差在5％內(nèi)，不需要另外調(diào)整圓筒件16的轉(zhuǎn)速或液體流速，校準(zhǔn)完成。如果不是這樣，將利用兩種不同成分的液體樣本重復(fù)校準(zhǔn)過程，以便發(fā)現(xiàn)圓筒件16轉(zhuǎn)速和液體流速的一種組合，使該裝置產(chǎn)生的兩種液體成分的測(cè)量數(shù)據(jù)與在生產(chǎn)環(huán)境中記錄的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的誤差在5％之內(nèi)。
通過對(duì)按照本發(fā)明的裝置進(jìn)行校準(zhǔn)而記錄的數(shù)據(jù)如下表1
半合成物未在校準(zhǔn)工藝中使用，但在生產(chǎn)環(huán)境中進(jìn)行了彌霧濃度測(cè)量，并為了比較的目的，按照校準(zhǔn)工藝校準(zhǔn)了本裝置例子按照校準(zhǔn)工藝，申請(qǐng)人使用了本發(fā)明的裝置，以收集下表中列出的各液體樣本的數(shù)據(jù)。在開始一個(gè)樣本的數(shù)據(jù)收集前，清洗殼體的內(nèi)表面并使其干燥，而傳感器28也已被清潔。將作為一個(gè)例子的液體樣本放入貯存池12里，將殼體的縫隙密封，啟動(dòng)傳感器28，并開動(dòng)泵24和電動(dòng)機(jī)20，泵速和電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與通過校準(zhǔn)確定的相同。對(duì)于每一個(gè)液體樣本，本裝置約需工作60分鐘。記錄下來的彌霧濃度值是每個(gè)液體樣本最后15分鐘內(nèi)由傳感器28獲得的測(cè)量結(jié)果的平均值。數(shù)據(jù)收集的這段時(shí)間對(duì)應(yīng)于圖3中的從時(shí)間Te至?xí)r間Tf之間的這段時(shí)間。在比較液體的液體彌霧性能時(shí)，只考慮彌霧濃度的平均值。這樣，將利用數(shù)據(jù)表示液體的彌霧性能，而這些數(shù)據(jù)已從統(tǒng)計(jì)學(xué)上消除了測(cè)量結(jié)果中的誤差。在一個(gè)液體樣本的數(shù)據(jù)收集完成后，拆卸本裝置中的殼體10，清洗其內(nèi)表面和擋板30的表面并使它們干燥，清潔傳感器28，并清潔包括再循環(huán)泵24、噴嘴26、計(jì)量器32及相關(guān)管道的液體再循環(huán)路徑，以便本裝置對(duì)下一個(gè)液體樣本進(jìn)行測(cè)量。
下面的數(shù)據(jù)是通過按照本發(fā)明的裝置、利用下列液體樣本和上述工藝獲得的表2
雖然這里參考附圖詳細(xì)描述了較佳實(shí)施例，但并不意味著本發(fā)明的范圍限于該較佳實(shí)施例或這些細(xì)節(jié)。相反地，本發(fā)明的范圍應(yīng)包括所有在附后的權(quán)利要求書的構(gòu)思和范圍內(nèi)的改進(jìn)、替換物和等同物。
權(quán)利要求
1.一種測(cè)量液體彌霧性能的方法，它包括以下步驟(1)在一殼體里用液體產(chǎn)生彌霧；(2)控制輸給液體以產(chǎn)生彌霧的能量水平；(3)從彌霧發(fā)生處附近產(chǎn)生一預(yù)定速度的氣流，該氣流通過殼體內(nèi)的預(yù)定距離到達(dá)測(cè)量彌霧濃度的裝置，在殼體里的承載彌霧的氣體允許通過一進(jìn)氣孔進(jìn)入該裝置；以及(4)在承載彌霧的氣體到達(dá)進(jìn)氣孔之前從承載彌霧的氣體里消除較大質(zhì)量的液滴。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生彌霧的步驟還包括使液體流與一轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，轉(zhuǎn)動(dòng)件是一砂輪。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制輸給液體能量水平的步驟包括控制轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)速。
5.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制輸給液體能量水平的步驟包括與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸的液體流的流速。
6.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，控制輸給液體能量水平的步驟包括與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸的液體流的流速和控制轉(zhuǎn)動(dòng)件的轉(zhuǎn)速。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生氣流的步驟還包括允許空氣進(jìn)入殼體里的彌霧發(fā)生處附近，以及從殼體的彌霧濃度測(cè)量裝置處排出承載彌霧的氣體。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括使貯存池里的液體再循環(huán)通過產(chǎn)生彌霧的裝置的步驟。
9.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，還包括記錄多個(gè)彌霧濃度測(cè)量結(jié)果的步驟。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，將由多個(gè)不同成分的液體樣本產(chǎn)生的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較，從而鑒別液體的彌霧性能。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該液體是金屬加工液體。
12.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該金屬加工液體是含水金屬加工液體。
13.一種測(cè)量液體的彌霧濃度的裝置，包括(1)安裝在一殼體里的彌霧發(fā)生裝置；(2)用來控制由彌霧發(fā)生裝置提供的、輸給彌霧發(fā)生裝置的液體的能量水平的裝置；(3)用來測(cè)量彌霧濃度的裝置，該裝置具有一進(jìn)氣孔，以接受來自殼體的承載彌霧的氣體；(4)從彌霧發(fā)生處附近產(chǎn)生一預(yù)定流速的氣流的裝置，該氣流通過殼體內(nèi)的預(yù)定距離到達(dá)彌霧濃度測(cè)量裝置的進(jìn)氣孔；以及(5)在承載彌霧的氣體到達(dá)進(jìn)氣孔之前從承載彌霧的氣體里消除較大質(zhì)量的液滴的裝置。
14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，自液體產(chǎn)生彌霧的裝置還包括一轉(zhuǎn)動(dòng)件和使液體流與該轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸的裝置。
15.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，控制輸給液體能量的裝置還包括按預(yù)定改變轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)速的裝置。
16.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，控制輸給液體能量的裝置還包括調(diào)整與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸的液體流的流速的裝置。
17.如權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，控制輸給液體能量的裝置還包括調(diào)整與轉(zhuǎn)動(dòng)件接觸的液體流的流速的裝置和按預(yù)定改變轉(zhuǎn)動(dòng)件轉(zhuǎn)速的裝置。
18.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，消除較大質(zhì)量液滴的裝置使在彌霧發(fā)生裝置和進(jìn)氣孔之間的氣流方向發(fā)生改變。
19.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括記錄彌霧濃度測(cè)量結(jié)果的裝置。
20.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，還包括容納液體的貯存池和使貯存池里的液體再循環(huán)通過彌霧發(fā)生裝置的裝置。
全文摘要
一種測(cè)量液體彌霧性能的方法和裝置,該方法和裝置模擬機(jī)加工中的液體的彌霧發(fā)生情況。將液體提供給在一殼體里的彌霧發(fā)生裝置,并控制由彌霧發(fā)生裝置提供給液體的能量。承載彌霧的氣體從發(fā)生彌霧的附近流向彌霧濃度測(cè)量裝置。在氣流到達(dá)彌霧濃度測(cè)量裝置之前從彌霧里消除較大質(zhì)量的液滴。為了進(jìn)一步模擬機(jī)加工,使研究中的液體從存貯池再循環(huán)通過彌霧發(fā)生裝置。將在相同條件下不同成分液體產(chǎn)生的彌霧濃度測(cè)量結(jié)果進(jìn)行比較,從而鑒別液體的彌霧性能。
文檔編號(hào)G01N33/28GK1242835SQ98801607
公開日2000年1月26日 申請(qǐng)日期1998年10月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月31日
發(fā)明者亨利·圖爾欽, 愛德華·H·羅爾夫特 申請(qǐng)人:米勒克朗股份有限公司