[发明专利]一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置及其试验方法

权利要求书

1.一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，包括反应箱(1)，设于所述反应箱(1)内的液滴发生器(6)、撞击组件和光学组件；

所述液滴发生器(6)设于所述反应箱(1)顶部，用于提供过冷大水滴(8)；

所述撞击组件包括垂直设于所述反应箱(1)一侧壁上的撞击杆(2)，所述撞击杆(2)沿其轴向直线运动，所述撞击杆(2)的撞击端(3)设有用于撞击所述过冷大水滴(8)的撞击物(4)；

所述光学组件包括高速摄像机(9)、高速红外摄像机(10)，分别沿所述撞击杆(2)轴向的延长线上下设置。

2.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述反应箱(1)内的温度为-35℃～20℃，相对湿度为5％～98％。

3.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述液滴发生器(6)的端部设有利用压电信号调节开度的喷头(7)。

4.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述撞击组件为Kolsky杆，所述Kolsky杆还包括缓冲杆(5)，所述缓冲杆(5)与所述撞击杆(2)相对设于所述反应箱(1)的另一侧壁上。

5.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述撞击杆(2)的运动速度为4.9～116.5m/s。

6.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述撞击物(4)的表面为疏水性界面或疏水性涂层。

7.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述撞击物(4)与所述过冷大水滴(8)发生撞击时，所述过冷大水滴(8)的速度低于0.05m/s。

8.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述光学组件还包括提供光源的强光源(11)。

9.根据权利要求1所述的一种固面高速撞击过冷大水滴结冰的装置，其特征在于，所述反应箱(1)内还设有与所述液滴发生器(6)、撞击组件和光学组件连接的同步信号发生器(12)，所述同步信号发生器(12)用于同步控制所述撞击物(4)与所述过冷大水滴(8)的撞击以及拍摄记录过程。

10.一种如权利要求1-9任一所述装置的试验方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1调节反应箱(1)内的温度、相对湿度以及光学组件参数，将撞击物(4)安装在撞击杆(2)的撞击端(3)；

S2驱动撞击杆(2)从而带动撞击物(4)与从液滴发生器(6)滴落的过冷大水滴(8)发生碰撞；

S3高速摄像机(9)和高速红外摄像机(10)拍摄记录撞击物(4)与过冷大水滴(8)的撞击结冰全过程。