[发明专利]一种水膜厚度测量方法

权利要求书

1.一种水膜厚度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S10:将测量装置布置于结冰风洞试验段（1）内，所述测量装置包括试验组件、供水组件、积水组件，所述供水组件包括储水容器（2）、活塞（3）、排水管（4），所述活塞（3）可沿储水容器（2）滑动，所述排水管（4）与储水容器（2）的出口连接；所述试验组件包括试验平板（7）、超声探头组件（8）、冷却盘管（9）、保温材料（10），所述超声探头组件（8）、冷却盘管（9）位于试验平板（7）和所述保温材料（10）之间；所述积水组件包括排水箱（11）和位于排水箱内的吸水材料（12）；

步骤S20:将结冰风洞试验段内的气流速度和气体温度调节到预设值，通过冷却盘管（9）将试验平板（7）的温度调节到预设值；其中，所述试验平板（7）的长度为l，宽度为w，所述超声探头组件（8）由m×n个超声探头组成，其中，m为超声探头的总行数，n为超声探头的总列数，超声探头表示为i_x,y，其中，x为超声探头的行号，y为超声探头的列号，1≤x≤m，1≤y≤n；

步骤S30:活塞（3）不断上移使储水容器（2）内的水上升至排水管（4）的出口；

步骤S40：测量m×n个超声探头对应位置处的水膜厚度和结冰厚度，其中，超声探头i_x,y对应位置的水膜厚度表示为H_water,x,y和超声探头i_x,y对应位置的结冰厚度表示为H_ice,x,y；

步骤S50：测量出试验平板的倾斜角度α；

步骤S60：根据试验平板的倾斜角度α，修正步骤S40中测量的水膜厚度和结冰厚度，其中，水膜厚度H_water,x,y修正后表示为，结冰厚度H_ice,x,y修正后表示为，其中， 。

2.如权利要求1所述的一种水膜厚度测量方法，其特征在于，所述步骤S50包括如下步骤：

步骤S51：计算试验平板（7）上结冰的总体积V₁；

步骤S52：计算所述超声探头组件（8）探测到的结冰的总体积V₂；

步骤S53：计算倾斜角度α，其中，其中，H_AB通过以下方程联立计算得到：，表示位于试验平板的起始端下方的超声探头测得的结冰厚度；

其中，AB是试验平板（7）为倾斜状态下的垂直线，AC是试验平板（7）为水平状态的垂直线，B点和C点分别是冰层厚度与AB和AC的交点，则H_AB为冰层与倾斜状态下试验平板垂直线相交的高度，为实际冰层厚度；H_BC为BC段的长度。