[发明专利]一种基于电阻率的冰的孔隙率测量方法

说明书

本发明公开了一种基于电阻率的冰的孔隙率测量方法，包括以下步骤：步骤S10：通过电学测量装置测量并计算得到冰的待测点的电阻率ρ_测；步骤S20：根据如下公式计算得到待测点的孔隙率δ_测：，其中，ρ_纯为理想状态下纯冰的电阻率。通过采用上述技术方案，可便捷获得冰内孔隙的占比情况，为进一步研究冰的物理性质提供了关键参数。

技术领域

本发明涉及飞机结冰试验领域，具体涉及一种基于电阻率的冰的孔隙率测量方法。

背景技术

飞机飞行过程中，飞机表面可能会出现结冰现象。飞机结冰冰体对飞机的气动特性会造成巨大影响。由此，研究飞机结冰冰体的力学性能十分重要，并且其对进一步展开飞机的防除冰方法的优化和冰脱落特性等研究意义重大。然而，不同于普通冰体，飞机结冰过程中，由于温度场各不相同，飞机结冰冰型也不同的，而在云雾场和气流场的相互作用下，机翼上冰生长过程中，来流裹挟的气泡未完全冻结且相变传热时间较短，快速冻结过程中冰晶之间相互形成孔隙。这些孔隙的比例和空间排布方式决定了飞机机翼结冰冰体的外观特征与表观物理性质，例如热学、光学、电学、力学性能等物理性质。这些物理参数是飞机结冰精确探测技术、防除冰技术研发及优化的重要设计参数或关键参考指标。因此，准确测定不同类型冰型的孔隙率并分析不同冰型的孔隙分布情况，对于研究机翼结冰冰物理参数至关重要。

目前，对于飞机结冰冰体的物理参数的研究，尚未提供成熟可靠的获取结冰冰体孔隙率的方法，更没有准确分析飞机结冰冰体孔隙率分布情况的相关技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于电阻率的冰的孔隙率测量方法，其能够有效解决现有的对冰的孔隙率的测量过程中的缺陷，具体地，一种基于电阻率的冰的孔隙率测量方法，包括以下步骤：

步骤S10：通过电学测量装置测量并计算得到冰的待测点的电阻率ρ_测；

步骤S20：根据如下公式计算得到待测点的孔隙率δ_测：

，

其中，ρ_纯为理想状态下纯冰的电阻率。

进一步地，电学测量装置包括四个探针、稳流源及电压表；四个探针分别为第一探针、第二探针、第三探针及第四探针；第一探针、第二探针、第三探针及第四探针依次布置在冰的表面；待测点位于第二探针与第三探针之间；稳流源连接第一探针与第四探针；电压表连接第二探针与第三探针。

进一步地，四个探针均匀间隔排布，且四个探针排列在一条直线上。

进一步地，步骤S10包括：

步骤S11：读取电压表的读数∆V_测；

步骤S12：根据如下公式计算得到待测点的电阻率ρ_纯：

，

其中，a为四个探针间的相等间距，I为稳流源提供电流强度。

本发明还提供了一种机翼结冰孔隙率分布的测量方法，具体地，包括以下步骤：