[发明专利]准静态加载测量粘附力的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种力学实验设备，特别涉及一种可通过准静态加载测量粘附力力学性质的拉伸试验台。

背景技术

目前高等学校教育注重学生的实践能力和创新精神的培养，在力学实验教学需要操作简单，成本相对较低，设备体积较小的实验台。

本实验装置主要用于研究典型海洋污损生物粘附力的力学性质，这将有利于海洋污损生物防除技术的进步。

陈翔峰等《海洋污损生物变化及附着规律研究》公开了海洋污损生物也称海洋附着生物，是指生长在船底和海中一切设施表面的动物、植物和微生物,是影响海洋设施安全与使用寿命的重要因素之一；污损生物的附着会增加船舶阻力,导致航速降低及燃料消耗增加；阻塞给排水管道,改变材料腐蚀过程和速度,导致海洋仪器的转动机件失灵；妨碍水下保养和维修等工作的进行；附着的生物会吸收声能,放出气泡产生混响,严重影响水下声学仪器的工作。探究海洋污损生物粘附性质已成为海洋设施安全研究的重点。

孙承君《海洋贻贝粘结机理及应用探讨》公开了包括贻贝、藤壶在内的海洋污染生物可以通过各种方式固着或栖息在船舶、潜艇和各种人工水下设施上并造成危害。不同的生物的界面粘结机理有着极大的差别，包括静电作用,共价作用,配位键,范德华力,毛细管力等。研究发现，生物胶黏效率的强度在有水的环境中远远高于人工合成胶黏剂。生物防污研究只有建立在充分了解这些海洋生物粘附机理的基础上才可以真正实现。

刘超等《环境友好型防污剂及海洋防污涂料的研究进展》公开了牡蛎这种海洋污损生物在物体表面上的附着首先是分泌一种粘液，这种粘液对物体表面润湿，并在其上分散，然后通过化合键合、静电作用、机械联锁和扩散这几种机理中的一种或几种进行粘附，进而发生上面的六步过程和腐蚀。目前学术界对于粘附力性质来源并无定论与具体研究，且无专用仪器用于实验探究。

胥震等《海洋污损生物防除方法概述及发展趋势》公开了当前工程应用和研究中的主要防污损技术:物理防污法、化学防污法和生物防污法，其中物理防污又包括了机械清除、空穴化水喷射流、可剥落涂层、低表面能涂料、超声波、紫外线防污法。物理防污大多需要对破坏污损生物与附着基体之间的粘附作用所需的物理能量进行预估，目前该针对能量的测量技术略欠缺。

王艳霞等《原子力显微镜在生物力测量中的应用》公开了利用原子力显微镜(AFM)实现了生物分子间作用力的直接测量。测量范围包含测量配体-受体之间的相互作用力、细胞粘着力、核酸双链和碱基对氢键间的作用力、运动蛋白之间的作用力、特殊化基团之间的作用力等。AFM能够测量探针和生物样品之间的微小作用力,评价生物样品的力学性质。但原子力显微镜不能以生物活体为测量对象，且成本很高。

杨志强《三套微小土壤粘附力测试系统的研究》公开了利用以力学传感器测试系统检测微小土壤粘附力，测试结果表明,力学传感器测试系统能较好地实现常规微小土壤粘附力的测量,自动化程度高,试验数据重复性好,运行平滑稳定。但力学传感器类仪器对生物活体力学性能测量的制样要求比较高，且精度较高的传感器很容易在使用过程中被损坏。

发明专利申请《一种测量生物活体与物体间粘附力的测力装置及测试方法》，公开号CN101482553；发明专利申请《一种测量物体间粘附力的装置及其测试方法》，公开号CN102252960A，这两个专利都是基于力学的测量仪器，前者采用了天线式拉杆结构，可以测量生物活体与各种粗糙表面间的粘附力；后者利用了高速转动离心力，且可以通过高速摄像机观测到待测样品在离心力的作用下摆脱粘附力进行分离的动态过程。但二者都存在操作复杂、易损坏、成本高等问题，且不能满足一般实验室的使用要求。

发明专利《一种土壤粘附力检测装置》，公开号CN202735231U，公布了一种土壤粘附力检测装置，结构简单，能够测量不同压力下的土壤粘附力，直观简便易于实现自动化。包括底座、连杆、悬臂、电动推杆、压力传感器、试件座、试件、土壤试样盒、圆盘、拉压传感器、单片机。连杆固定在底座上，悬臂固定在连杆上端。单片机固定在连杆上，电动推杆一端固定在悬臂上、另一端连接有压力传感器。试件座装在压力传感器底端、其上装有试件。试件下方对应位置装有圆盘，圆盘底端通过拉压传感器与底座相连、其顶端装有土壤试样盒。本实用新型结构简单，操作简单，检测结果明显和直观，且自动化程度高。该实验仪器主要针对土壤粘附力的检测。土壤粘附力较小，故该实验装置只适用较小粘附力的测量。同时，电动推杆仅能垂直运动，无法测量粘附力剪切强度。该装置无法适用于多种粘附力的测量，同时测量粘附力的大小范围不足，无法得到广泛的应用。