[發明專利]活體生物體表抗沖蝕功能在線測試系統

有效

• 申請號: 201310751272.0
• 申請日: 2013-12-29
• 公開（公告）號: CN103705220A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 張俊秋;韓志武;陳道兵;尹維;封海龍;劉慶萍;牛士超;任露泉
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: A61B5/00
• 分類號: A61B5/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 張建成

技術領域

本發明涉及一種沖蝕磨損測試裝置，特別涉及一種活體生物抗沖蝕在線測試系統。

技術背景

固體粒子沖蝕磨損（Solid?Particle?Erosion,SPE）是工業風機、汽輪機、航空發動機、壓氣機和風扇等轉子葉片的重要失效形式，影響著工業動力裝置和航空發動機的安全可靠性。例如直升機在沙漠地區一次起降因SPE因素使發動機壽命降低10%。正是因為SPE的危害嚴重性，越來越多的人們致力于從材料、結構以及抗沖蝕生物等諸多方面來研究減少沖蝕磨損的方法和途徑。沖蝕試驗的目的是為了研究開發新的耐沖蝕的材料以及研究材料的抗沖蝕機理。而這些研究所要完成的沖蝕試驗所必備的實驗設備卻相對匱乏。國內外各研究機構和實驗室設計了許多相應的試驗設備，如美國材料試驗協會ASTM-G76標準中設計的沖蝕試驗機和美國Cincinnati大學透平機械實驗室的沖蝕風洞臺架，以及吉林大學設計的射流式氣/固沖蝕測試裝置等。但目前這些設備均只限于對非生物活體材料的耐沖蝕試驗，鑒于許多生物經過億萬年進化、優化具有優異抗沖蝕能力，為材料抗沖蝕仿生研究提供了天然的生物藍本。

發明內容

本發明的目的是為活體生物抗沖蝕仿生研究提供切實可行的試驗方法提供一種活體生物抗沖蝕在線測試系統。

本發明是由電腦、高速攝像機、高速攝像機支架及調節螺桿、強光燈、輸送攪龍、可控漏斗、載物板、定位螺母、儲砂室、多孔支架、集沙斗和機架組成，其中電腦與高速攝像機連接，高速攝像機安裝在高速攝像機支架及調節螺桿上，可控漏斗固定于多孔支架的頂端，載物板通過定位螺母固定于多孔支架上，且位于可控漏斗的正下方，多孔支架固定設置在集沙斗上，集沙斗固定在機架上，儲砂室設置在集沙斗的下方，輸送攪龍下端設置在儲砂室內，輸送攪龍的上端彎折，上端口設置在可控漏斗的正上方。

所述載物板可以在多孔支架上調整高度和角度。

所述高速攝像機的鏡頭對準載物板。

所述強光燈對準載物板。

本發明的工作原理及過程是：將活體生物固定在載物板上，載物板能夠繞著與其相連的螺桿轉動，以此調節沖蝕的角度；輸送攪龍將沙粒由儲砂室中輸送到可控漏斗中，沙粒從可控漏斗中自由落下沖蝕正對下方的活體生物，然后由集沙斗落入儲砂室中，實現沙粒的自動循環供給；沙粒從可控漏斗中由于重力落下，撞擊位于其正下方的載物臺上的活體生物，強光燈對準載物板上的活體生物，高速攝像機的鏡頭在強光燈的照射下調節到能清晰觀看到活體動物的位置，在與高速攝像機連接的電腦上有與高速攝像機相匹配的軟件，能夠直接觀測鏡頭所拍事物是否清晰，沙粒落下時開始記錄，能夠拍攝到活體生物在有落砂時的活動以及砂粒的運動軌跡，高速攝像機將所錄制信息傳遞給電腦，然后即可以通過電腦上的軟件對所記錄的過程進行分析。

本實用新型的有益效果：

（1）針對一種活體生物抗沖蝕性能的在線測試，能夠在生物體是活體的前提下進行在線的實時的抗沖蝕檢測；

（2）可以用于活體生物抗沖蝕的功能和機理的研究，為活體生物抗沖蝕仿生研究提供技術支撐；

（3）本發明能夠實現粒子速度和沖蝕角度的精確控制。

（4）能夠逐幀的緩慢回放生物體在測試過程中的動作以及粒子的清晰的運動軌跡及運動狀態；

（5）結構簡單、操作方便，可以測試各種活體生物體表或非生物材料的抗沖蝕性能，為選擇抗沖蝕材料、提高材料的抗沖蝕性能以及研究材料抗沖蝕機理提供試驗手段支持。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖。

具體實施方式

請參閱圖1所示，本實施例是由電腦1、高速攝像機2、高速攝像機支架及調節螺桿3、強光燈4、輸送攪龍5、可控漏斗6、載物板7、定位螺母8、儲砂室9、多孔支架10、集沙斗11和機架12組成，其中電腦1與高速攝像機2連接，高速攝像機2安裝在高速攝像機支架及調節螺桿3上，可控漏斗6固定于多孔支架10的頂端，載物板7通過定位螺母8固定于多孔支架10上，且位于可控漏斗6的正下方，多孔支架10固定設置在集沙斗11上，集沙斗11固定在機架12上，儲砂室9設置在集沙斗11的下方，輸送攪龍5下端設置在儲砂室9內，輸送攪龍5的上端彎折，上端口設置在可控漏斗6的正上方。

所述載物板7可以在多孔支架10上調整高度和角度。

所述高速攝像機2的鏡頭對準載物板7。

所述強光燈4對準載物板7。

本實施例的工作原理及過程是：將活體生物固定在載物板7上，載物板7能夠繞著與其相連的螺桿轉動，以此調節沖蝕的角度；輸送攪龍5將沙粒由儲砂室9中輸送到可控漏斗6中，沙粒從可控漏斗6中自由落下沖蝕正對下方的活體生物，然后由集沙斗11落入儲砂室9中，實現沙粒的自動循環供給；沙粒從可控漏斗6中由于重力落下，撞擊位于其正下方的載物臺7上的活體生物，強光燈4對準載物板7上的活體生物，高速攝像機2的鏡頭在強光燈4的照射下調節到能清晰觀看到活體動物的位置，在與高速攝像機2連接的電腦1上有與高速攝像機2相匹配的軟件，能夠直接觀測鏡頭所拍事物是否清晰，沙粒落下時開始記錄，能夠拍攝到活體生物在有落砂時的活動以及砂粒的運動軌跡，高速攝像機2將所錄制信息傳遞給電腦1，然后即可以通過電腦1上的軟件對所記錄的過程進行分析。