[发明专利]一种测量冰与物体间粘附力的装置及其测试方法

说明书

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。

三、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、附图说明

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℃；

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。