[发明专利]一种静态冰粘结力测试装置

说明书

本发明提供了一种静态工况下结冰粘合力测试器，涉及测量技术领域，解决了现有技术中的待测试材料与水之间的结冰粘接操作较难控制的技术问题。该静态工况下结冰粘合力测试器包括支撑座、结冰器以及推拉测力装置，其中支撑座用于安装固体实验材料或结冰器；结冰器包括注水腔以及与注水腔连通的注水口以及粘接口；推拉测力装置用于向结冰器或固体实验材料施力，以使结冰器与固体实验材料分离，同时测试施力强度。本发明的静态工况下结冰粘合力测试器通过改进结冰器结构，在其上设置注水口与粘接口，直接通过注水口进行注水，使待测试材料与水之间的结冰粘接操作简单，且一致性好。

技术领域

本发明涉及测量技术领域，尤其是涉及一种测定静态工况下冰与固体材料粘结力的装置。

背景技术

在低温潮湿环境下，自然降水（降雪、冻雨、凝露等）极易冻结在物体表面形成覆冰层，如路面积雪结冰，飞机侧翼结冰，输电导线、输电杆塔结冰，建筑物外壁结冰，通讯天线积雪结冰等，不仅给人们的生活带来诸多不便，也对生产运输的安全性造成了严重威胁，甚至造成巨大的经济损失。

预防覆冰灾害一直是人们努力不懈的方向，而冰与材料表面的界面粘结效应则是覆冰基础科学问题之一。为了避免结冰事故的发生，保证飞行安全，通常会在飞机上安装除冰系统。现阶段，飞机采用的除冰方法通常包括机械法和热力法；机械法传递的能量是振动，热力法传递的能量是热量，两者共同点均是破坏冰层和蒙皮间的粘附强度。当除冰机构开启后，粘附力破坏达到一定程度时，冰层由于气动力及内外部应力联合作用下脱落。因此，获得不同环境参数下形成的不同形式冰与不同材料粘结程度是设计机械法除冰系统的前提。因此非常有必要提出一种可靠的、应用广泛的冰粘结力测试装置。

中国发明专利（授权公告号：CN204086019U）公开了一种便捷式冰的垂直粘接力测试装置，该装置包括机壳，机座，滑块，拉力计，拉力计安装件和测试附件；机壳固定在机座上；机壳内具有沿其长度方向设置的丝杆，且丝杆可沿其轴线转动，丝杆的一端从机壳伸出；滑块包括位于机壳内的连接部和位于机壳外的安装部，连接部上具有第一螺纹孔，丝杆穿过第一螺纹孔，且与该第一螺纹孔螺纹配合，安装部上具有多个第二安装孔； 拉力计通过拉力计安装件安装在滑块上；测试附件包括附件Ⅰ和位于附件Ⅰ下方的附件Ⅱ；附件Ⅰ由端头和连接杆组成，端头具有下端开口的储水腔，连接杆用于与拉力计连接；附件Ⅱ为板状件，用于盖住储水腔的开口和固定在机座上。该装置的工作原理方式（原理）为：附件Ⅰ和附件Ⅱ之间通过注水腔内注满的水冰冻后粘在一起，之后通过丝杆和滑块等配合工作提供竖直向上的拉力拉拽附件Ⅰ，同时安装滑块上的拉力计显示竖直向上的拉力数据，附件Ⅰ与附件Ⅱ分离瞬间拉力计的显示数据即为冰的粘接力。

通过分析上述发明专利公开的技术方案，本申请人发现其至少存在以下技术问题：附件Ⅰ与附件Ⅱ之间冰粘接较难操作，即待测试材料与水之间的结冰粘接操作较难控制。具体原因为：在操作附件Ⅰ与附件Ⅱ注水粘接时，首先是向附件Ⅰ的注水腔内注水，然后将附件Ⅱ盖设在附件Ⅰ的开口上，最后两者翻转后放置冰冻，此过程中注水腔内的注水量难控制，注水过多则会在水结冰体积变大的影响下导致附件Ⅰ与附件Ⅱ发生相对位置移动造成结冰粘接面不平等不一致的现象；注水过少，则会导致水结冰后不能完全填充满注水腔，导致每次测试的测试条件不一致，造成较大的测试误差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种静态工况下结冰粘合力测试器，以解决现有技术中存在的待测试材料与水之间的结冰粘接操作较难控制的技术问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果（待测试材料与水之间的结冰粘接操作简单、能够分别实现水平、垂直、斜向三个方向的粘接力测试等）详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种静态工况下结冰粘合力测试器，包括支撑座、结冰器以及推拉测力装置，其中支撑座用于安装固体实验材料或结冰器；结冰器包括注水腔以及与注水腔连通的注水口以及粘接口；推拉测力装置用于向结冰器或固体实验材料施力，以使结冰器与固体实验材料分离，同时测试施力强度。

可选的，结冰器为锥管结构，锥管结构大口径端为注水口，锥管结构小口径端为粘接口。