[发明专利]聚合物溶液变形迟缓时间常数测定方法

摘要

本发明涉及聚合物溶液变形迟缓时间常数测定方法，主要包括：利用超声波液滴悬浮仪和高速相机记录液滴振荡的运动图像：所得的图像进行界面识别和拟合：以时间为横坐标轴，瞬时振幅为纵坐标轴，可以得到瞬时振幅随时间变化的曲线：本发明可测定出各溶液的变形迟缓时间常数，方法有效可行，且所得变形迟缓时间常数数值精确，为相关涉及溶液的变形迟缓时间常数的实验和数学模型提供了有效且准确的参数。

主权项

聚合物溶液变形迟缓时间常数测定方法，其特征在于：主要包括如下步骤：(1)利用超声波液滴悬浮仪和高速相机记录液滴振荡的运动图像：用注射器注入液滴，控制液滴的直径在1.5mm到2.5mm之间；液滴在由超声波驻波产生的拟稳态压力场中保持悬浮状态，且液滴在超声波的幅值调制下，产生振荡；对超声波调制频率进行扫频，通过监控液滴变形的幅度，获得液滴在超声波激励下的共振频率，在共振频率下，液滴稳定地发生振荡；关闭超声波，这时，液滴在表面张力的作用下，表面表现为衰减的振荡，以此为时间零点，触发高速相机，记录下液滴的振荡行为，并存储在与摄像机相连的的计算机上；(2)根据步骤(1)所得的图像进行界面识别和拟合：对图像进行进一步的处理，通过高速摄影获得的图像每一帧代表一个时刻的液滴表面振荡的形态，识别界面的变化获得一段时间液滴振荡随时间变化的演化过程；依次对系列帧的图像处理，就可以得到以时间为序列的一系列变化的液滴界面；对每一时刻的界面进行曲线拟合，从而得到给定时刻的瞬时振幅；(3)根据步骤(2)的瞬时振幅，以时间为横坐标轴，瞬时振幅为纵坐标轴，可以得到瞬时振幅随时间变化的曲线：通过对曲线按衰减的谐函数进行拟合就可以得到二阶和三阶模态的振荡频率和阻尼比；由相应模态的振荡频率和阻尼比组合成对应的复频率，带入特征方程，同时带入其他已知的几何参数和材料参数，就可以得到二阶和三阶模态的两个特征方程，借助于数值方法对未知量零剪切率粘性常数、变形迟缓时间常数进行求解，最终获得变形迟缓时间常数。