一种物体表面抗凝冰性能测试系统及测试方法技术方案

本发明专利技术属于材料表面处理以及表面性能测试领域，特别是一种物体表面抗凝冰性能测试系统及测试方法。该系统的恒温恒湿箱内设有待测的试验试件，测力系统布置于双轴滑台模组上，测力系统与探头相连，探头延伸至恒温恒湿箱内与待测的试验试件上表面接触。测试方法通过试件表面生成覆冰层测力计及探头铲除试件上的覆冰层，以读取最大粘结力，用测量的试件表面冰层所能承受的最大水平推力来定量表征物体表面抗凝冰性能。本发明专利技术利用恒温恒湿箱的特征，将其与滑台以及测力计较好的连接在一起，并创新性的将所测反力作为评价路面抗凝冰性能的一个标准，为后续研究提供思路。为后续研究提供思路。为后续研究提供思路。

【技术实现步骤摘要】
一种物体表面抗凝冰性能测试系统及测试方法


[0001]本专利技术属于材料表面处理以及表面性能测试领域，特别是一种物体表面抗凝冰性能测试系统及测试方法。

技术介绍

[0002]据统计，在冬季我国约有60％的高速公路存在积雪结冰现象，而路面的凝冰会对路面的抗滑能力造成不利影响，大大降低车辆轮胎与路面之间的摩擦力，使路面附着系数大大降低，车辆制动时间显著延长，甚至可能出现刹车失灵、方向失控，造成严重的交通事故。因此，经济高效的路面防冰及除冰技术成为当下的研究热点，但是现今仍旧没有一个较好的评价路面抗凝冰性能的方法。
[0003]材料表面抗凝冰性能一般以材料表面结冰点(附着于材料表面的水膜达到冰点的温度)与材料表面冰层粘附力(材料表面与冰层之间的粘附能力)进行表征。目前多数抗凝冰评价方法多为定性分析，少有的定量分析如长沙理工大学的林奕、谭忆秋教授的抗凝冰性能测试方法缺少准确性、可复制性。
[0004]材料表面的粘附力与材料的性能有着很大的联系，也是道路交通、输电线路、飞机制造等方面的重要研究对象之一。当材料表面有着低粘附力意味着有着较好的疏水性，能够实现自清洁、防垢、防腐等性能，在工业中也极具应用价值和市场前景。
[0005]通常情况下，测试材料表面的粘附力，特别是表面凝冰与材料之间的粘附力，周围环境的影响较大，测试过程中不可避免的与外界环境接触，造成凝冰不同程度的融化，对试验的准确性造成干扰。恒温恒湿箱可以保证试验温度以及试验湿度在一个相对恒定的范围内变化，减少环境因素对试验结果的影响。
[0006]现有技术中，针对低温情况下，观测材料表面抗凝冰、测量凝冰与材料表面的粘附力的情况下，很少有能不受或者较少受到外界环境的影响，很容易因为外界环境的温度变化而导致凝冰的融化等情况；存在的能够测量恒温恒湿环境下试验的设备也往往功能单一，不便另作他用。因此，如何能够不受环境影响、高效便利的进行实验分析是目前急需解决的技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术目的在于通过测量物体表面与覆冰层粘结力实现对物体表面抗凝冰性能的定量分析，提供了一种物体表面抗凝冰性能测试系统及方法，该系统及方法借助恒温恒湿箱，能够不受环境影响、高效便利的进行实验定量分析。
[0008]本专利技术采用如下技术方案
[0009]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，包括恒温恒湿箱、测力系统、双轴滑台模组、探头；
[0010]所述恒温恒湿箱内设有待测的试验试件，
[0011]所述测力系统布置于双轴滑台模组上，
[0012]所述测力系统与探头相连，探头延伸至恒温恒湿箱内与待测的试验试件上表面接触。
[0013]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，所述恒温恒湿箱内设有井字架，所述井字架用于固定待测物体。
[0014]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，双轴滑台模组包括伺服器、控制器、双轴直线滑台、支架；所述伺服器布置在支架上，所述控制器与伺服器相连，控制器用于控制伺服器转速和转数；伺服器用于驱动双轴直线滑台的移动速度和移动距离。
[0015]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，测力系统包括测力计，钢杆；所述测力计布置在双轴直线滑台，随双轴直线滑台同步移动；测力计的与钢杆相连；钢杆延伸至恒温恒湿箱内。
[0016]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，探头包括钢杆连接件，铁铲；所述铁铲固定在钢杆连接件上，通过钢杆连接件与钢杆相连。
[0017]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：探头包括钢杆连接件，推手；所述推手固定在钢杆连接件上，通过钢杆连接件与钢杆相连。
[0018]本专利技术的铁铲由铲刀和铲把组成，所述铲刀和铲把通过螺母连接，角度可调整。可以根据需要将铁铲换成推手。所述推手由半环形的推手与铲把组成，通过螺母连接，角度可调整；所述铲把或所述推手与测力计末端通过钢杆连接。
[0019]一种物体表面抗凝冰性能测试系统的测试方法，测试步骤如下：
[0020]S1、制备试验试件，将待测试件放入温度为
‑
15℃的冰柜中预冻10
‑
20小时；
[0021]S2、在试件表面生成覆冰层；
[0022]S3、将待测试件固定到恒温恒湿箱中，通过控制器使滑台带动测力计及探头铲除试件上的覆冰层；
[0023]S4、读取最大粘结力，进行至少三组平行试验，取算数平均值；
[0024]S5、用测量的试件表面冰层所能承受的最大水平推力来定量表征物体表面抗凝冰性能。
[0025]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统的测试方法，S2中，覆冰层生成方法为：用锡纸包裹待测的试验试件制造出水槽并对其进行密封处理，低温环境下对试件表面不断滴洒水15ml至结冰，使其厚度达到1
‑
2cm，放入
‑
15℃冰柜中进行冷冻5小时，直至冰层完全凝结，并将环境箱开启，设置温度，静待1h。
[0026]本专利技术所述的物体表面抗凝冰性能测试系统的测试方法，S4中粘结力为除冰过程中最大除冰力值，通过测力系统绘制受力曲线，读取最大受力值。
[0027]有益效果
[0028]本专利技术采用的物体表面抗凝冰性能测试系统，能够完成试件表面凝冰粘附力测试，并得到有效数据；
[0029]本专利技术采用的物体表面抗凝冰性能测试方法，利用恒温恒湿箱的特征，将其与滑台以及测力计较好的连接在一起，并创新性的将所测反力作为评价路面抗凝冰性能的一个标准，为后续研究提供思路。
[0030]本专利技术采用的物体表面抗凝冰性能测试系统，安装拆卸便利，不影响恒温恒湿箱的其他使用，大大减小了研发成本。
附图说明
[0031]图1为本专利技术具体实施方式系统的示意图；
[0032]图2为测力计与滑台通过钢板的连接结构示意图；
[0033]图3为铁铲测试探头结构示意图；
[0034]图4为推手测试探头结构示意图；
[0035]图5为井字架的结构示意图；
[0036]图6为用来固定试件的结构示意图；
[0037]图7为覆冰层与试件表面的粘附力数据表；
[0038]标号说明：1、控制器；2、双轴直线滑台；3、伺服器；4、测力计；5、探头；6、恒温恒湿箱；7、钢杆；8、井字架；9、试验试件；10、支架；11、钢板；12、钢杆连接件；13、铁铲；14、螺栓连接结构；15、推手；16、固定试件的卡扣。
具体实施方式
[0039]为了使本领域的技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合具体实例对本专利技术的实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部位会有省略、放大和缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
[0040]下面将结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：包括恒温恒湿箱、测力系统、双轴滑台模组、探头；所述恒温恒湿箱内设有待测的试验试件，所述测力系统布置于双轴滑台模组上，所述测力系统与探头相连，探头延伸至恒温恒湿箱内与待测的试验试件上表面接触。2.根据权利要求1所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：所述恒温恒湿箱内设有井字架，所述井字架用于固定待测物体。3.根据权利要求1所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：双轴滑台模组包括伺服器、控制器、双轴直线滑台、支架；所述伺服器布置在支架上，所述控制器与伺服器相连，控制器用于控制伺服器转速和转数；伺服器用于驱动双轴直线滑台的移动速度和移动距离。4.根据权利要求1或3所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：测力系统包括测力计，钢杆；所述测力计布置在双轴直线滑台，随双轴直线滑台同步移动；测力计的与钢杆相连；钢杆延伸至恒温恒湿箱内。5.根据权利要求1 或4所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：探头包括钢杆连接件，铁铲；所述铁铲固定在钢杆连接件上，通过钢杆连接件与钢杆相连。6.根据权利要求1 或4所述的物体表面抗凝冰性能测试系统，其特征在于：探头包括钢杆连接件，推手；所述推...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨军，石旭东，王厚植，罗桑，黄卫，刘士南，于运红，石晨光，易星宇，吴忧，陈辉民，范玉楼，黄鹏，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：