专利名称：一种测量冰与物体间粘附力的装置及其测试方法
一种测量冰与物体间粘附力的装置及其测试方法一、所属领域本发明涉及一种测量冰与物体间粘附力的装置及测试方法，属于力学测量仪器领域。
二、现有技术测量冰与物体间的粘附力是研究飞机防冰、飞机除冰、电线防冰等技术领域的重要环节。目前通常采用探针原子力显微镜(AFM)、测力计等仪器测量物体间的粘附力。但是，探针原子力显微镜测试对象的选择有很大的局限性，而且当冰与物体间的粘附力较大时，容易损坏测量探针。使用现有测力计测量冰与物体间的粘附力，难以控制进给速度，因此冲击较大，当以较小进给速度测量冰与物体间粘附力时，由于耗时较长，冰晶在测量的过程中易融化。
发明内容
针对上述缺陷，本发明提供了一种测量冰与物体间粘附力的装置及其测试方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是参见图1，一种测量冰与物体间粘附力的装置，包括冷却装置、测力装置和进给驱动装置；所述冷却装置包括放置固定冰1与待测样品2的样品托盘3和升降台4，通过升降台调节螺杆5可以调节升降台4的高度，冷却装置和升降台调节螺杆5置于冷却箱6中；测量探头7通过推杆8与测力计9连接组成测力装置；测力装置安装固定在测力计托盘10上，测力计托盘10固定在直线工作台11上， 减速电机13通过联轴器12与直线工作台11连接组成进给驱动装置。一种上述测量冰与物体间粘附力的装置的测试方法，其特征在于通过如下步骤实现步骤1 将冰1与待测样品2放置并固定在样品托盘3上，样品托盘3固定在升降台4上；步骤2 将步骤1固定连接好的升降台4连同放置并固定在样品托盘3上的冰1与待测样品2置入冷却箱6中，通过升降台调节螺杆5将升降台4调节至与测量探头7平齐的高度，再将冷却箱6内的温度调节至测量温度；步骤3 将由测量探头7、推杆8和测力计9连接组成的测力装置安装固定在与直线工作台11固定连接的测力计托盘10上，控制调节通过联轴器12与直线工作台11连接的减速电机13，进而调节进给速度；步骤4 测量探头7伸入冷却箱6中触及粘附在待测样品2上的冰1，通过测力计 9测量冰1与待测样品2间的粘附力。本发明的有益效果是粘附在待测样品上的冰置于冷却箱中，在测量粘附力的过程中可保持恒温环境；通过控制调节与直线工作台连接的减速电机来调节进给速度，进给速度平稳，冲击较小，粘附力测量结果更准确。四
图1用本发明提出的测量冰与物体间粘附力的装置结构示意图；图中，1-冰，2-待测样品，3-样品托盘，4-升降台，5-升降台调节螺杆，6-冷却箱， 7-测量探头，8-推杆，9-测力计，10-测力计托盘，11-直线工作台，12-联轴器，13-减速电机。
五具体实施例方式具体实施例1 本实施例提供了一种测量冰与硅片粘附力的装置，参见图1，包括冷却装置、测力装置和进给驱动装置。冷却装置包括放置固定冰1与硅片的样品托盘3和升降台4，通过升降台调节螺杆5可以调节升降台4的高度；测量探头7通过推杆8与测力计9连接组成测力装置；测力装置安装固定在测力计托盘10上，测力计托盘10固定在直线工作台11上，减速电机13通过联轴器12与直线工作台11连接组成进给驱动装置。使用本实施例中测量冰与物体间粘附力的装置的测试方法，包括如下步骤步骤1 将冰1与硅片放置并固定在样品托盘3上，样品托盘3固定在升降台4 上，；步骤2 将步骤1固定连接好的升降台4连同放置并固定在样品托盘3上的冰1与硅片置入冷却箱6中，通过升降台调节螺杆5将升降台4调节至与测量探头7平齐的高度， 再将冷却箱6内的温度调节至-10°C ；步骤3 将由测量探头7、推杆8和测力计9连接组成的测力装置安装固定在与直线工作台11固定连接的测力计托盘10上，控制调节通过联轴器12与直线工作台11连接的减速电机13，进而调节进给速度；步骤4 测量探头7伸入冷却箱6中触及粘附在硅片上的冰1，通过测力计9测量冰1与硅片间的粘附力为10N。具体实施例2:本发明提供了一种测量冰与铝片间粘附力的装置，参见图1，包括冷却装置、测力装置和进给驱动装置。冷却装置包括放置固定冰1与铝片的样品托盘3和升降台4，通过升降台调节螺杆5可以调节升降台4的高度；测量探头7通过推杆8与测力计9连接组成测力装置；测力装置安装固定在测力计托盘10上，测力计托盘10固定在直线工作台11上，减速电机13通过联轴器12与直线工作台11连接组成进给驱动装置。使用本实施例中测量冰与物体间粘附力的装置的测试方法，包括如下步骤步骤1 将冰1与铝片放置并固定在样品托盘3上，样品托盘3固定在升降台4上；步骤2 将步骤1固定连接好的升降台4连同放置并固定在样品托盘3上的冰1与铝片置入冷却箱6中，通过升降台调节螺杆5将升降台4调节至与测量探头7平齐的高度， 再将冷却箱6内的温度调节至-20°C ；步骤3 将由测量探头7、推杆8和测力计9连接组成的测力装置安装固定在与直线工作台11固定连接的测力计托盘10上，控制调节通过联轴器12与直线工作台11连接的减速电机13，进而调节进给速度；步骤4 测量探头7伸入冷却箱6中触及粘附在铝片上的冰1，通过测力计9测量冰1与铝片间的粘附力15N。
权利要求
1.一种测量冰与物体间粘附力的装置，其特征在于包括冷却装置、测力装置和进给驱动装置；所述冷却装置包括放置固定冰(1)与待测样品O)的样品托盘C3)和升降台 G)，通过升降台调节螺杆( 可以调节升降台(4)的高度，冷却装置和升降台调节螺杆(5) 置于冷却箱(6)中；测量探头(7)通过推杆(8)与测力计(9)连接组成测力装置；测力装置安装固定在测力计托盘(10)上，测力计托盘(10)固定在直线工作台(11)上，减速电机 (13)通过联轴器(1 与直线工作台(11)连接组成进给驱动装置。
2.一种使用如权利要求1所述的装置进行冰与物体间粘附力测试的方法，其特征在于，包括如下步骤步骤1 将冰(1)与待测样品( 放置并固定在样品托盘C3)上，样品托盘(3)固定在升降台(4)上；步骤2 将步骤1固定连接好的升降台(4)连同放置并固定在样品托盘C3)上的冰(1) 与待测样品( 置入冷却箱(6)中，通过升降台调节螺杆( 将升降台(4)调节至与测量探头(7)平齐的高度，再将冷却箱(6)内的温度调节至测量温度；步骤3 将由测量探头(7)、推杆(8)和测力计(9)连接组成的测力装置安装固定在与直线工作台(11)固定连接的测力计托盘(10)上，控制调节通过联轴器(12)与直线工作台 (11)连接的减速电机(13)，进而调节进给速度；步骤4 测量探头(7)伸入冷却箱(6)中触及粘附在待测样品(2)上的冰(1)，通过测力计(9)测量冰(1)与待测样品(2)间的粘附力。
全文摘要
本发明公开了一种测量冰与物体间粘附力的装置及测试方法，属于力学测量仪器领域。本发明包括冷却装置、测力装置和进给驱动装置，测量探头伸入冷却箱中触及粘附在待测样品上的冰，通过测力计测量冰与待测样品间的粘附力。在工作过程中，粘附在待测样品上的冰置于冷却箱中，在测量粘附力的过程中可保持恒温环境；通过控制调节与直线工作台连接的减速电机来调节进给速度，进给速度平稳，冲击较小，粘附力测量结果更准确。
文档编号G01N19/04GK102262048SQ20111010048
公开日2011年11月30日 申请日期2011年4月21日 优先权日2011年4月21日
发明者何洋, 姜澄宇, 张峰, 曹小宝, 田梦君, 胡培军, 苑伟政, 陈俊 申请人:西北工业大学