[发明专利]温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变检测方法及装置

说明书

本发明公开了温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变检测方法及装置。目前尚无一种用于检测环境温度变化下液滴在不同角度不同狭缝间的演变行为检测方法和装置。本发明通过温度控制模块可以实现不同温度下的液滴状态行为演变特性；利用狭缝间距调整模块可以实现平板和狭缝状态下的液滴状态行为演变特性；利用角度偏转控制模块可以实现静态多角度或动态变角度下的液滴状态行为演变特性；利用温度控制模块、狭缝间距调整模块、角度偏转控制模块相互耦合可实现多条件下的液滴状态行为演变特性。本发明为研究油雾润滑或微量润滑应用的机理分析提供理论基础，原理简便易懂，实用性强。

技术领域

本发明属于液体行为变化监测技术领域，特别涉及一种温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变检测方法及装置。

背景技术

机器中有许多不同形式的摩擦副，而摩擦不仅会造成能量损失，还会引起零件表面发热、磨损乃至失效，故必须利用润滑来减少摩擦、降低磨损。目前，利用微米级的液滴油雾对摩擦副或切削区域进行有效的冷却和润滑，这种微量润滑技术已经受到科学界与产业界的认可，成为一种典型的绿色冷却润滑技术。那么液滴在伴有摩擦温度的狭缝间的状态行为演变研究就显得十分重要。例如，对直齿轮进行油雾润滑，但随着齿轮的不断转动，齿轮啮合处将发生磨损并产生摩擦温度，形成伴有温度的啮合间隙，且间隙大小和角度不断变化，那么润滑液滴在伴有温度的变间隙内的行为演变将改变润滑形态，导致润滑效果发生改变，从而影响齿轮间的啮合状态。同样地，汽车零部件的切削加工大多采用微量润滑，在伴有切削温度的刀-屑狭缝中，切屑和工件的塑性变形将使得狭缝间隙的大小和角度不断发生变化，影响润滑液滴的行为状态，无法达到有效的冷却和润滑。

但目前尚不存在相关的监测装置，如申请号为CN201510278140.X的发明专利公开了一种感测装置及应用其的感测系统及感测方法。该专利主要着重于对微纳狭缝间液体样本的感测研究，及相应的化学检测传感器和狭缝结构的分析。该专利所述装置及方法构成狭缝的材料不方便更换，且没有考虑不同温度下液滴的状态演变行为的差异性。同时该项目主要关注的对象是液滴中的内含物而不是液滴本身的流动情况，且无法对液滴的初始状态进行控制，同时形成狭缝的两面相对随机且无法控制，因此不适用于本领域的相关研究。又如申请号为CN201710060599.1的发明专利公开了一种可实现监视和检测液滴向跨尺度狭缝渗流特性的方法与装置。该专利主要关注于检测液体渗流形态、速度和深度等特性的检测，同样并未考虑温度和狭缝大小和角度的变化，以及在该状态下的液滴状态行为演变过程分析，因此也不适用于本领域的相关研究。

发明内容

本发明针对目前尚无一种用于检测环境温度变化下液滴在不同角度不同狭缝间的演变行为检测方法和装置的情况，提供一种可以模拟并检测温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变的方法及装置。该方法可模拟并检测单一或并行条件(温度、角度、材质、表面形貌、狭缝间距等)下液滴的聚并、分离、流动形态、铺展特性等行为演变过程，实现液滴向跨原子、分子、纳米、微米和毫米级狭缝的渗流检测。本发明是一种通过控制器来实现伺服电机对狭缝间距和狭缝间倾角的精准控制，同时通过温控箱对传热台温度进行实时控制的方法及装置。本发明是一种可同时监视和检测液滴渗流形态、速度、深度等特性的方法及装置。

本发明温控条件下多角度变狭缝间液滴行为演变检测方法，具体如下：

步骤一：打开保护罩的保护罩门，控制器控制电磁铁断电；然后，控制器控制竖直伺服电机转动，从而带动丝杆转动；丝杆转动带动滑块、上载板支架座和上载板支架同步竖直向上滑动，其中，上载板支架沿着铰链式卡槽的铰接轴上的滑槽滑动；接着，将上载板通过卡扣扣紧在上载板支架底面，将下载板通过卡扣扣紧在传热台顶面；最后，控制器控制竖直伺服电机和水平伺服电机均复位，复位后上、下载板均水平设置，且间距5cm；其中，水平伺服电机驱动传热台转动复位。

步骤二：调整高速显微镜，使焦距处于下载板中心部位。用5μl微量推进器向下载板中心部位滴入待测溶液，通过高速显微镜记录液滴的初始形态演变，初始形态演变结束后，根据实验需求，进行平板上或狭缝间液滴行为演变检测。