[发明专利]基于液滴渗流特性的金属接触表面能量检测方法与装置

摘要

本发明公开了基于液滴渗流特性的金属接触表面能量检测方法与装置。尚未发现有利用液滴渗流特性的方法检测金属接触面之间能量的方法与装置。本发明步骤：压紧被测金属块和矩形玻璃砖；将液滴注射器的检测液体滴入被测金属块的表面微结构槽中；高速显微摄像机实时拍摄，对渗流影像进行逐帧对比分析，得到液滴渗流过程中的渗流形态；通过比较相邻两帧间隔的时间和液滴渗流的距离得出液滴渗流的瞬时速度，通过比较液滴的初始位置和最终位置得出液滴渗流的深度；进行被测金属块接触表面的能量评估。本发明通过采用不同表面微结构槽对比分析不同情况下的液滴渗流特性，并通过分析液滴在金属接触表面间的渗流特性评估金属接触表面的能量。

主权项

1.基于液滴渗流特性的金属接触表面能量检测方法，其特征在于：该方法具体如下：步骤一、将具有表面微结构槽的被测金属块平放于微纳狭缝夹紧机构的各个下夹紧平台上，将矩形玻璃砖平放在被测金属块上，使用扭矩扳手拧紧微纳狭缝夹紧机构的各个拧紧螺栓，压紧被测金属块和矩形玻璃砖，扭矩扳手对各个拧紧螺栓的拧紧扭矩相同，使被测金属块与矩形玻璃砖处于水平夹紧状态；步骤二、调整液滴发生机构的初始位置，使液滴注射器的针头到达矩形玻璃砖的液滴输入端正上方；矩形玻璃砖的长度方向为液滴输入至输出方向，矩形玻璃砖的长度小于被测金属块的长度；在各个液滴注射器中加入密度为ρ的检测液体，利用伺服输送滑台推动各个液滴注射器的活塞杆，通过设定伺服输送滑台的每次进给量s，将液滴注射器的检测液体滴入被测金属块的表面微结构槽中；步骤三、通过高速显微摄像机对液滴在被测金属块的表面微结构中的渗流过程进行实时拍摄和记录，在渗流结束后，视频图像处理主机提取高速显微摄像机中记录的渗流影像，对渗流影像进行逐帧对比分析，得到液滴渗流过程中的渗流形态；通过比较相邻两帧间隔的时间t和液滴渗流的距离l得出液滴渗流的瞬时速度v，通过比较液滴的初始位置和最终位置得出液滴渗流的深度L；步骤四、利用步骤三中所测的液滴在被测金属块表面微结构槽中渗流的瞬时速度v和深度L进行被测金属块接触表面的能量评估；其评估方法为：根据速度和能量的关系有将瞬时速度和能量的关系式转换为被测金属块的表面能量评估公式，如下：式中，E为被测金属块接触表面所具备的能量，m为参与渗流液体的质量，V为平均速度，d为液滴注射器的注射筒内径，T为由渗流完成时间。