[发明专利]一种便携式表面阻力系数测试装置

说明书

本发明公开了一种便携式表面阻力系数测试装置，本发明中的动力驱动装置的动力输出轴通过一个连接装置与扭矩测试装置连接；扭矩测试装置通过另一个连接装置、主轴与表面摩擦装置连接。压力测试装置位于装置壳体内部，与表面摩擦装置中侧边的弹簧相接。数据处理显示装置固接于壳体表面。所述的表面摩擦装置包括弹簧、可替换的摩擦面和三抓联轴器。所述的压力测试装置为微型压力传感器，位于装置壳体内部表面摩擦装置的弹簧一侧，能够测量弹簧施加的压力。本发明可随身携带，可以在不拆卸设备的情况下快速测量表面阻力系数。本发明采用了可替换的测试头，具有测试范围广的特点。本发明操作简单，能够实时快速的显示测试结果。

技术领域

本发明涉及表面测阻领域，具体涉及一种便携式表面阻力测量装置。

背景技术

摩擦阻力在生产生活中随处可见，在大多数工业流程中均是弊大于利。以船舶航行运输物资为例，由于摩擦阻力的存在，船体在航行中被迫克服大量的阻力做功；这不仅造成船舶的航行速度下降，还大大增加了能源损耗，造成不必要的燃油消耗并产生更多有害气体。深入研究设备摩擦阻力，发展先进的减阻技术，对提高设备工作效率和减少环境污染具有重要意义，是缓解能源危机和环境恶化的重要突破口。

研究摩擦阻力的第一步便是对阻力进行有效的测量，目前主要的阻力测试方法主要是水洞、风洞及水槽等。风洞与水洞试验过程繁琐，且投资较大，尤其是风洞试验需要的动力设备及风道的尺寸相对都较大。针对表面阻力的测量，传统的风洞水槽一般用来测试设备投入使用之前的表面阻力系数，当设备投入使用后，若想测试阻力系数则需拆卸及运送测量，过程复杂，成本极高。为实现减阻效率与替换成本之间的平衡，要求测量仪器不但能够准确测量出设备使用前表面的阻力系数，还可以在设备投入使用后，无需拆卸就能方便测出设备表面的阻力系数。因此，开发一种便携式的、耗资少并且测试准确的测试装置具有重要意义。

发明内容

本发明针对现有阻力测试方法需要大型设备支持，基础操作复杂且控制条件严苛等问题，提出了一种占地小，操作简单便于拆卸的小型测阻仪器。该装置对环境无要求，载荷稳定，噪声小，同时具有测量和显示结果的功能，且能定量测量不同结构表面的阻力。

本发明的目的是这样实现的：

本发明包括动力驱动装置、连接装置、表面摩擦装置、压力测试装置、扭矩测试装置及数据处理与显示装置。

所述的动力驱动装置的动力输出轴通过一个连接装置与扭矩测试装置连接；所述的扭矩测试装置通过另一个连接装置、主轴与所述的表面摩擦装置连接。所述的压力测试装置位于装置壳体内部，与表面摩擦装置中侧边的弹簧相接。所述的数据处理显示装置固接于壳体表面。

所述的表面摩擦装置包括弹簧、可替换的摩擦面和三抓联轴器。所述的三抓联轴器的输入端与主轴的输出端固接，三抓联轴器与主轴之间有套筒。所述的三抓联轴器输出端有三抓联轴器端盖，所述的三抓联轴器固定在摩擦面背部。所述的三抓联轴器与三抓联轴器端盖之间留有间隙，三抓联轴器端盖的横向位置可以在一定范围内变化。

所述的压力测试装置为微型压力传感器，位于装置壳体内部表面摩擦装置的弹簧一侧，能够测量弹簧施加的压力。

测试时，所述的动力装置带动主轴及摩擦面转动，所述的表面摩擦装置的摩擦面与被测表面接触并向表面施加压力，所述的扭矩测试装置测得扭矩大小，所述的压力测试装置测得表面压力大小。根据扭矩大小和接触面半径计算得到阻力大小，再根据压力得到阻力系数。

进一步说，所述的动力装置采用电机作为驱动源，所述电机的动力输出轴插入装置壳体内部，与梅花联轴器相连，梅花联轴器的另一端与扭矩测试装置相连。所述的动力输出与所述的扭矩测试装置的中心轴重合。

进一步说，所述的扭矩测试装置包括扭矩传感器和支撑座。所述的支撑座固接于装置壳体内侧，所述的扭矩传感器固接在支撑座上。所述的扭矩传感器两端均连接有梅花联轴器。