[發(fā)明專利]一種結冰體積測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611142642.0
• 申請日: 2016-12-13
• 公開（公告）號: CN106500953B
• 公開（公告）日: 2019-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 李偉斌;易賢;周志宏;魏東;杜雁霞;何磊;馬洪林;趙凡;楊肖峰;王躍軍
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心計算空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06;G01F17/00
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

本發(fā)明提供了一種結冰體積測量方法，所述測量方法采用的測量裝置是一種無刻度測量裝置，通過一定的體積的待測冰塊和液體的混合質量，間接計算待測冰塊和液體的體積，裝置內壁的光滑處理和蓋體內壁的錐狀設計，便于完全排出待測冰塊外部所有液體。本發(fā)明的結冰體積測量方法將體積測量轉換為質量測量，測量精度不受冰塊體積影響，具有結構簡單、精度較高的優(yōu)點。

技術領域

本發(fā)明屬于風洞試驗飛機結冰產生的多孔材料體積測量技術領域，具體涉及一種結冰體積測量方法。

背景技術

在風洞試驗飛機結冰研究項目中，需要掌握不同結冰條件下的結冰特性，其中結冰密度是關注的重要參數之一。冰塊質量測量可以采用高精度電子秤，而體積測量沒有較高精度的儀器或方法。當前常用的結冰體積測量方法為排液體法，即在量筒中放置一定的液體，再加入冰塊，根據液面變化計算冰塊體積。這種方法存在較多局限性，冰塊吸水性、量筒低精度和虹吸現(xiàn)象等原因，均會產生較大測量誤差。另外，當冰塊較大時，不能應用該方法直接進行體積測量。因此，針對多孔結構的結冰，需要發(fā)展高精度結冰體積測量方法。

發(fā)明內容

本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種結冰體積測量方法。

本發(fā)明的結冰體積測量方法所需的測量裝置包括主體和蓋體，主體為一端開口另一端封閉的圓管Ⅰ，主體的開口端為主體開口，主體開口的外壁有主體開口螺紋；蓋體與主體配裝，蓋體的一端開口另一端封閉，蓋體的外表面為圓柱面，蓋體的內表面為圓錐面，蓋體開口端為蓋體開口，蓋體開口的內壁有與主體開口螺紋配裝的蓋體開口螺紋，圓錐面的底部與蓋體開口平行，圓錐面的頂部豎直貫通蓋體封閉端，開口處豎直放置圓管形的蓋體小開口；

所述的主體和蓋體的內表面進行拋光處理，優(yōu)選鍍銀。

本發(fā)明的結冰體積測量方法，包括以下步驟：

a. 裝置容積標定，分別測量結冰體積測量裝置裝滿水前后的質量，通過質量差計算得到結冰體積測量裝置的容積V；重復測量N次，并計算平均值，獲得容積V0；N≥3；

b. 在-5℃的低溫環(huán)境中，預冷結冰體積測量裝置的主體，將冰塊加入預冷后的主體，并注入預冷液體，擰緊蓋體，通過蓋體小開口繼續(xù)注入預冷液體至滿，測量注滿后的結冰體積測量裝置的質量m1；

c. 將結冰體積測量裝置倒置，通過通過蓋體小開口完全排出液體，測量排出后的結冰體積測量裝置的質量m2；

d. 計算冰塊體積V，V =V0-（m1- m2）/ρ，其中ρ為預冷液體的密度。

所述的預冷液體為-5℃的酒精。

本發(fā)明的結冰體積測量方法采用一種無刻度測量裝置，通過一定體積內冰塊外液體的質量，間接計算其所占體積和冰塊體積，內壁的光滑處理和蓋體內壁的錐狀設計，便于完全排出冰塊外部所有液體，結構簡單。本發(fā)明的結冰體積測量方法采用一定體積減去冰塊外體積的基本思想，并通過測量所得質量間接計算體積，可獲取較高精度的冰塊體積。本發(fā)明的結冰體積測量方法將體積測量轉換為質量測量，精度較高，而且測量精度不受冰塊體積影響。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結冰體積測量方法中的測量裝置的主體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明的結冰體積測量方法中的測量裝置的蓋體結構示意圖；

圖中，1.主體 2. 主體開口螺紋 3. 主體開口 4.蓋體 5. 蓋體開口螺紋6. 蓋體開口 7.蓋體小開口。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例進一步對本發(fā)明詳細說明，以下實施例只是描述性的，非限定性的，不能以此限定本發(fā)明的保護范圍。