[發(fā)明專利]溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變檢測方法及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910911204.3
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110736681B
• 公開（公告）日: 2021-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何利華;施錦磊;龔適;馮凱;黃燚;倪敬
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00;G01K7/02;G01M10/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

本發(fā)明公開了溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變檢測方法及裝置。目前尚無一種用于檢測環(huán)境溫度變化下液滴在不同角度不同狹縫間的演變行為檢測方法和裝置。本發(fā)明通過溫度控制模塊可以實現(xiàn)不同溫度下的液滴狀態(tài)行為演變特性；利用狹縫間距調(diào)整模塊可以實現(xiàn)平板和狹縫狀態(tài)下的液滴狀態(tài)行為演變特性；利用角度偏轉(zhuǎn)控制模塊可以實現(xiàn)靜態(tài)多角度或動態(tài)變角度下的液滴狀態(tài)行為演變特性；利用溫度控制模塊、狹縫間距調(diào)整模塊、角度偏轉(zhuǎn)控制模塊相互耦合可實現(xiàn)多條件下的液滴狀態(tài)行為演變特性。本發(fā)明為研究油霧潤滑或微量潤滑應(yīng)用的機理分析提供理論基礎(chǔ)，原理簡便易懂，實用性強。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于液體行為變化監(jiān)測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變檢測方法及裝置。

背景技術(shù)

機器中有許多不同形式的摩擦副，而摩擦不僅會造成能量損失，還會引起零件表面發(fā)熱、磨損乃至失效，故必須利用潤滑來減少摩擦、降低磨損。目前，利用微米級的液滴油霧對摩擦副或切削區(qū)域進行有效的冷卻和潤滑，這種微量潤滑技術(shù)已經(jīng)受到科學(xué)界與產(chǎn)業(yè)界的認可，成為一種典型的綠色冷卻潤滑技術(shù)。那么液滴在伴有摩擦溫度的狹縫間的狀態(tài)行為演變研究就顯得十分重要。例如，對直齒輪進行油霧潤滑，但隨著齒輪的不斷轉(zhuǎn)動，齒輪嚙合處將發(fā)生磨損并產(chǎn)生摩擦溫度，形成伴有溫度的嚙合間隙，且間隙大小和角度不斷變化，那么潤滑液滴在伴有溫度的變間隙內(nèi)的行為演變將改變潤滑形態(tài)，導(dǎo)致潤滑效果發(fā)生改變，從而影響齒輪間的嚙合狀態(tài)。同樣地，汽車零部件的切削加工大多采用微量潤滑，在伴有切削溫度的刀-屑狹縫中，切屑和工件的塑性變形將使得狹縫間隙的大小和角度不斷發(fā)生變化，影響潤滑液滴的行為狀態(tài)，無法達到有效的冷卻和潤滑。

但目前尚不存在相關(guān)的監(jiān)測裝置，如申請?zhí)枮镃N201510278140.X的發(fā)明專利公開了一種感測裝置及應(yīng)用其的感測系統(tǒng)及感測方法。該專利主要著重于對微納狹縫間液體樣本的感測研究，及相應(yīng)的化學(xué)檢測傳感器和狹縫結(jié)構(gòu)的分析。該專利所述裝置及方法構(gòu)成狹縫的材料不方便更換，且沒有考慮不同溫度下液滴的狀態(tài)演變行為的差異性。同時該項目主要關(guān)注的對象是液滴中的內(nèi)含物而不是液滴本身的流動情況，且無法對液滴的初始狀態(tài)進行控制，同時形成狹縫的兩面相對隨機且無法控制，因此不適用于本領(lǐng)域的相關(guān)研究。又如申請?zhí)枮镃N201710060599.1的發(fā)明專利公開了一種可實現(xiàn)監(jiān)視和檢測液滴向跨尺度狹縫滲流特性的方法與裝置。該專利主要關(guān)注于檢測液體滲流形態(tài)、速度和深度等特性的檢測，同樣并未考慮溫度和狹縫大小和角度的變化，以及在該狀態(tài)下的液滴狀態(tài)行為演變過程分析，因此也不適用于本領(lǐng)域的相關(guān)研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前尚無一種用于檢測環(huán)境溫度變化下液滴在不同角度不同狹縫間的演變行為檢測方法和裝置的情況，提供一種可以模擬并檢測溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變的方法及裝置。該方法可模擬并檢測單一或并行條件(溫度、角度、材質(zhì)、表面形貌、狹縫間距等)下液滴的聚并、分離、流動形態(tài)、鋪展特性等行為演變過程，實現(xiàn)液滴向跨原子、分子、納米、微米和毫米級狹縫的滲流檢測。本發(fā)明是一種通過控制器來實現(xiàn)伺服電機對狹縫間距和狹縫間傾角的精準(zhǔn)控制，同時通過溫控箱對傳熱臺溫度進行實時控制的方法及裝置。本發(fā)明是一種可同時監(jiān)視和檢測液滴滲流形態(tài)、速度、深度等特性的方法及裝置。

本發(fā)明溫控條件下多角度變狹縫間液滴行為演變檢測方法，具體如下：

步驟一：打開保護罩的保護罩門，控制器控制電磁鐵斷電；然后，控制器控制豎直伺服電機轉(zhuǎn)動，從而帶動絲桿轉(zhuǎn)動；絲桿轉(zhuǎn)動帶動滑塊、上載板支架座和上載板支架同步豎直向上滑動，其中，上載板支架沿著鉸鏈?zhǔn)娇ú鄣你q接軸上的滑槽滑動；接著，將上載板通過卡扣扣緊在上載板支架底面，將下載板通過卡扣扣緊在傳熱臺頂面；最后，控制器控制豎直伺服電機和水平伺服電機均復(fù)位，復(fù)位后上、下載板均水平設(shè)置，且間距5cm；其中，水平伺服電機驅(qū)動傳熱臺轉(zhuǎn)動復(fù)位。

步驟二：調(diào)整高速顯微鏡，使焦距處于下載板中心部位。用5μl微量推進器向下載板中心部位滴入待測溶液，通過高速顯微鏡記錄液滴的初始形態(tài)演變，初始形態(tài)演變結(jié)束后，根據(jù)實驗需求，進行平板上或狹縫間液滴行為演變檢測。