[发明专利]一种冰块体积测量系统

说明书

本发明公布了一种冰块体积测量系统，属于飞行器结冰技术研究领域。测量桶用透明材料制成，测量桶通过交错布置的弹簧网固定在振动台上，振动台与测量桶放在装有温度调节装置的保温箱中。选择直径大于24目小于20目的固体，经过高温干燥、用密封袋密封再冷却到‑m℃以下，第一次将沙子装满至测量桶上方刻度线处，零下恒温震动均匀，记录体积和质量；第二次将测量桶中加入冰块再加入沙子至同一刻度线，零下恒温震动均匀，记录体积和质量；通过两次质量差与沙子密度计算得到冰体积。本装置结构简单，操作使用标定方便，测量精度高，适用能力强。

技术领域

本发明属于飞行器结冰技术研究领域，主要涉及一种飞行器结冰冰块体积测量装置。

背景技术

近年来，国内外许多研究者展开了飞机结冰机理研究，采用的研究手段主要包括计算机数值模拟和结冰风洞物理模拟两种。在结冰机理研究中，为了探测不同环境条件对结冰结果的影响，需要测量结冰相关参数，包括冰块的外形、密度等。根据冰块密度ρ＝冰块重量m/冰块体积V的计算公式，冰的重量用现有电子秤即可非常准确的测量，但截止目前为止，复杂形状的冰块体积测量难度极大，尚无相关设备用于冰块体积测量使用，这影响和制约着飞行器结冰技术的研究发展。

发明内容

本发明的目的就是针对上述现有技术存在的问题和对飞行器结冰问题研究的实际需要，设计提供一种冰块体积测量装置，达到准确方便的测量冰块体积的目的。

本发明创造的目的是这样实现的：振动台(4)固定于保温箱(1)底部，测量桶(6)通过弹簧网(3)固定在振动台(4)上，所述测量桶(6)由透明材料制成，在测量桶(6) 上沿轴心线方向设置刻度，并在测量桶上端圆台形状处设置一最高刻度线(5)，确定最高刻度线(5)处体积为N毫升，振动台(4)与测量桶(6)置于保温箱(1)中，将直径大于 24目小于20目的固体，经过高温干燥、用密封袋密封再冷却到-m℃以下，第一次将沙子装满至测量桶(6)上方最高刻度线(5)处，零下恒温震动均匀，记录体积和质量；第二次将测量桶中加入冰块再加入沙子至同一刻度线(5)处，零下恒温震动均匀，记录体积和质量。所述沙子密度已知。

所述振动台(4)采用普通震动装置即可，优先采用弹簧震动装置；

所述保温箱(1)密封性应足够好，能保证实验过程温度维持恒定；

所述测量桶(6)体积应大于待测冰块体积；

所述测量桶(6)上端圆台与下端圆柱为可拆连接，优先选用螺纹连接和密封好的法兰连接，可拆连接利于放置带测量冰块；

所述固体优先选用沙子，并用密封袋全程密封；

其使用方法如下：先对沙子进行预处理，排除可能影响因素干扰后再利用权利要求1所述的装置进行测量，其预处理方法如下：

利用筛子将沙子直径筛选出直径大于24目小于20目大小；

利用实验室用干燥箱将沙子高温干燥，去除水分，待温度降到室温后利用密封袋密封；

将干燥后密封好的沙子置于冷却箱中，冷却到-m℃以下，m取5～20，记录m数值；

将冰块体积测量装置水平放置于-k℃恒温环境中，k的取值范围为5～20，并与m取值相同；预处理结束后的冰体积测量方法是：

将保温箱(1)内部调节到-k℃，保持恒温；

将测量桶(6)与振动台(4)放在保温箱(1)内，振动台(4)通过螺栓固定在保温箱(1) 内，测量桶(6)通过交错布置的弹簧网(3)固定在振动台(4)上；

打开保温箱(1)，将预处理后的沙子由测量桶(6)顶端处装满至测量桶(6)上方最高刻度线(5)处，关闭保温箱(1)，启动振动台(4)，振动n分钟，关闭振动台(4)，记录此时沙子的体积为V₁；

将测量桶(6)取下，放在电子秤上测得质量并记为m₁；

重复上述步骤1-2；