[发明专利]一种微结构抗流体冲刷性能测试装置及其测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种实验测试装置及方法，具体涉及一种微结构抗 流体冲刷性能测试装置及其测试方法。

背景技术

随着微纳测量技术的进步，固体表面微结构的制造和应用已成 为当今的研究热点，而微结构表面也已被证实具有多种特殊性能， 如表面自清洁、强化传热、抗结冰、光学和生物医疗方面应用等。 由于微结构的尺寸极其细小，传统机械加工手段难以实现，而超精 密加工成本极高，因此，研究人员开发出了许多非机械加工手段， 如化学反应、气相沉积、电沉积、等离子技术等特种加工方法，然 而这类方法制备的微结构大多存在结构脆弱、易被破坏的问题，因 此在工业生产前必须对其实际应用的可行性进行预测评估。对于自 清洁表面、微通道换热器、热管等表面微结构必不可少要与液体接 触，且液体具有一定的速度和压力，因此这类表面微结构必须能承 受一定压力流体的冲刷而不被破坏。但目前尚未有微结构抗流体冲 刷性能评价方法。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种 微结构抗流体冲刷性能测试装置。

本发明的另一目的在于：提供一种微结构抗流体冲刷性能测试 方法。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种微结构抗流体冲刷 性能测试方法，包括以下步骤：

步骤1：将表面具有微结构的样品安装于测试器中；

步骤2：开启液体泵送装置驱动液体通过管道进入测试器，使液 体冲刷样品的表面微结构；

步骤3：通过调节液体泵送装置和流量控制器改变管道流量，同 时流量控制器获取管道的流量数据并将流量数据发送到数据采集 器，通过压差变送器检测测试器的液体入口和液体出口间的压力差 并将检测到的数据发送到数据采集器，数据采集器将收集到的数据 发送到计算机；

步骤4：采用数据处理软件绘制压差-流量曲线，以曲线斜率突 减处对应压差对微结构抗流体冲刷性能进行评价。

优选的，样品放置到测试器的流道槽中，液体泵送装置驱动液 体在流道槽中流动从而冲刷样品表面的微结构。

一种微结构抗流体冲刷性能测试装置，包括液体储存容器、液 体泵送装置、流量控制器、数据采集器、计算机、压差变送器以及 用于安装样品并使液体对样品进行冲刷的测试器，液体储存容器、 液体泵送装置、流量控制器以及测试器依次通过管道连接起来，流 量控制器和压差变送器分别与数据采集器连接，数据采集器与计算 机连接，液体泵送装置将液体储存容器内的液体经流量控制器后泵 向测试器，压差变送器用于检测测试器的液体入口和液体出口间的 压力差并将检测到的数据发送到数据采集器，流量控制器用于控制 和检测流入测试器的液体流量，流量控制器将检测到的流量数据发 送到数据采集器，数据采集器将收集到的数据发送到计算机。

优选的，所述测试器包括腔体、密封垫片以及盖板，腔体上开 设有流道槽，样品设置于流道槽中，盖板盖合于腔体上，密封垫片 设置于盖板与腔体之间。

优选的，所述腔体还开设有两压力测试口，两压力测试口分别 连通到流道槽的两端，测试器的液体入口和液体出口分别开设在流 道槽的两端，两压力测试口、测试器的液体入口和液体出口均为螺 纹孔。

优选的，样品所在处的水力直径为7mm以下，样品与流道槽之间 过渡配合，样品长度为15mm以上。

优选的，样品的表面微结构为利用化学反应、气相沉积、电沉 积或等离子技术制造而成的表面微结构。

优选的，液体储存容器中的液体为导电率高于5μS/cm的牛顿流 体。

优选的，还包括液体收集容器，所述液体收集容器与测试器的 液体出口连接。

优选的，液体储存容器中的液体为水、稀酸溶液或稀碱溶液。

本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：

1、本发明针对微结构的实际应用场合进行抗流体冲刷性能测 试，能贴合实际工况且简单易控，测试结果准确，具有重要的参考 价值，可在微结构薄膜或涂层领域获得应用。本发明弥补微结构抗 流体冲刷性能测试方法的空白。

2、本发明能模拟微结构实际被冲刷的环境从而对样品进行冲刷 测试，避免了考察周期的冗长以及复杂的问题，本发明还能够实现 在极短测试周期内完成液体对微结构冲刷的评估，给实际生产提供 可靠依据，可见，本发明效率高同时具有高的可靠性。