一种可重复精确测量冰粘附力的装置及方法与流程

技术特征：
1.一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，所述方法基于一种可重复精确测量冰粘附力的装置，所述装置包括：用于实现力的静态加载的静态加载模块，设置在所述静态加载模块一侧的温度维持模块，安装在所述静态加载装置上的推拉力传感器，所述推拉力传感器上设置有弹性缓冲元件，其中，所述静态加载装置带动所述推拉力传感器沿x轴和y轴方向移动，并通过与所述弹性缓冲单元相连的连接线拉动结冰样品，使其从待测基底上脱离；相应地，所述一种可重复精确测量冰粘附力的方法包括步骤：将所述温度维持模块中半导体制冷装置接入电源，并向所述半导体制冷装置内的循环通道内循环输入冷媒，使得位于所述半导体制冷装置上的所述待测基底的温度达到预设的目标温度；将结冰用液体依次装入预先放置在所述待测基底上的多个结冰模具中；所述多个结冰模具按照预设的排布方式划分为预演批和测试批；将所述温度维持模块中的隔热箱盖在所述半导体制冷装置和所述待测基底上，并持续向所述隔热箱内充入惰性气体，以等待所述液体结冰；当完成结冰时，得到所述预演批的多个结冰样品和所述测试批的多个结冰样品；针对所述预演批中的每个所述结冰样品，所述静态加载装置分别以不同的加载速度进行力的静态加载，以使得所述预演批中的多个结冰样品脱离所述待测基底，并根据所述预演批中所有所述结冰样品脱离时的粘附力和所需时间确定最佳加载速度；所述静态加载装置以所述最佳加载速度进行力的静态加载，使得所述测试批中的多个结冰样品脱离所述待测基底；获取所述推拉力传感器所采集到的所述测试批中各个所述结冰样品脱离所述待测基底时的粘附力，并计算平均值，得到所述结冰样品与所述待测基底表面的待测粘附力。2.根据权利要求1所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，根据所述预演批中所有所述结冰样品脱离是的粘附力和所需时间确定所述最佳加载速度的步骤，具体包括：获取所述预演批中每个所述结冰样品脱离所述待测基底时，所述推拉力传感器所采集的粘附力，以及所需时间；剔除所采集的多个粘附力中的最大粘附力所对应的加载速度，并从剩余的粘附力中，选择所需时间最小的一个粘附力所对应的加载速度作为所述最佳加载速度。3.根据权利要求2所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，所述预设的排布方式包括：多个所述结冰模具分别沿所述x轴和所述y轴以阵列的形式排布在所述待测基底上，所述阵列包括至少两行，其中至少一行或至少一列被划分为所述预演批，其它行或其他列被划分为所述测试批。4.根据权利要求1至3中任一所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，测量过程中持续向所述隔热箱内充入惰性气体直至试验结束。5.根据权利要求1所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，所述弹性缓冲元件为弹簧。6.根据权利要求5所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，所述弹簧的最大拉力大于所述推拉力传感器的最大量程。7.根据权利要求5所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，还包括步
骤：预先在每个所述结冰模具的线槽上设置一根所述连接线，相应地，当盖上所述隔热箱后，将每根所述连接线的连接端自所述隔热箱靠近所述静态加载模块的一侧穿出；每次进行力的静态加载之前，将所述连接线与所述弹簧相连。8.根据权利要求1所述的一种可重复精确测量冰粘附力的方法，其特征在于，所述结冰模具呈圆柱状或长方体状。9.一种可重复精确测量冰粘附力的装置，其特征在于，包括：上位机，多个结冰模具与所述上位机相连的静态加载模块，设置在该静态加载模块上的推拉力传感器，以及温度维持模块；其中，所述温度维持模块包括：用于为位于待测基底上的多个结冰模具中的液体提供结冰环境的半导体制冷装置；用于向所述半导体制冷装置循环输入冷媒的冷媒供给装置；用于盖在所述半导体制冷装置和所述待测基底上，以隔绝外界温度的隔热箱；用于向所述隔热箱充入惰性气体，以降低热交换的供气装置；所述静态加载模块包括：用于沿y轴带动所述推拉力传感器移动的y轴移动平台；用于沿x轴带动所述y轴移动平台移动的x轴移动平台；用于分别驱动所述y轴移动平台和所述x轴移动平台的驱动器；所述驱动器与所述上位机相连。10.根据权利要求9所述的一种可重复精确测量冰粘附力的装置，其特征在于，所述推拉力传感器上设置有弹性缓冲元件。

技术总结
本发明公开了一种可重复精确测量冰粘附力的装置及方法，该装置包括静态加载模块、温度维持模块，推拉力传感器，以及设置在推拉力传感器上的弹性缓冲元件；在温度维持模块所提供的稳定温度环境下，静态加载装置带动所述推拉力传感器沿X轴和Y轴方向移动，并通过连接线拉动多个结冰样品，使其从待测基底上脱离；其中，该待测基底上的多个结冰模具预先划分为预演批和测试批，试验时，先根据预演批中多个结冰模具中的结冰样品脱离待测基底时的粘附力和所需时间确定最佳加载速度，再根据该最佳加载速度进行加载，使得测试批的每个结冰样品脱离待测基底，最后根据测得的测试批的多个结冰样品的所有粘附力平均值得到待测粘附力。样品的所有粘附力平均值得到待测粘附力。样品的所有粘附力平均值得到待测粘附力。


技术研发人员：薛明 倪章松 张颖 潘攀
受保护的技术使用者：成都流体动力创新中心
技术研发日：2022.11.30
技术公布日：2022/12/30