超疏水表面减阻测量装置.pdf

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1、(19)国家知识产权局(12)实用新型专利(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 202420191614.1(22)申请日 2024.01.26(73)专利权人 西南科技大学地址 621010 四川省绵阳市涪城区青龙大道中段59号(72)发明人 张淼淇杨益王霄鹏(74)专利代理机构 绵阳远卓弘睿知识产权代理事务所(普通合伙)51371专利代理师 张忠庆(51)Int.Cl.G01M 10/00(2006.01)G01N 13/00(2006.01)(54)实用新型名称一种超疏水表面减阻测量装置(57)摘要本实用新型公开了一种超疏水表面减阻测量装置，涉及流体减阻技术领域，包括：。

2、导轨，支撑导轨的支撑架，设置在导轨下方的储水箱，还包括：沿导轨移动的滑块组件；设置在导轨一端的光电门；与光电门通讯连接，并对滑块组件的移动速度进行测量的光电门控制器；其中，所述滑块组件包括：在导轨上方移动的滑块；通过连接件与滑块连接，并在储水箱内移动的样品台；设置在滑块上端，并与光电门相配合的挡光片；所述滑块组件通过设置于导轨上的气动组件在导轨上移动。本实用新型提供一种超疏水表面减阻测量装置，设置有导轨与滑块组件，对滑块组件进行导向，并通过光电门进行数据采集，使测量更简单也不易产生失误，使测量更精准。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 220583731 U2024.03.12CN 22。

3、0583731 U1.一种超疏水表面减阻测量装置，包括：导轨，支撑导轨的支撑架，设置在导轨下方的储水箱，其特征在于，还包括：沿导轨移动的滑块组件；设置在导轨一端的光电门；与光电门通讯连接，并对滑块组件的移动速度进行测量的光电门控制器；其中，所述滑块组件包括：在导轨上方移动的滑块；通过连接件与滑块连接，并在储水箱内移动的样品台；设置在滑块上端，并与光电门相配合的挡光片；所述滑块组件通过设置在导轨上的气动组件在导轨上移动。2.如权利要求1所述的超疏水表面减阻测量装置，其特征在于，所述气动组件包括：设置在导轨内部的气道；设置在导轨表面并与气道连通的多个气孔，且各气孔均向光电门方向倾斜设置；其中，所述。

4、导轨另一端通过气管与气道连通设置有气泵，以供在导轨与滑块之间形成气垫，并推动滑块向光电门方向移动。3.如权利要求1所述的超疏水表面减阻测量装置，其特征在于，所述挡光片宽度被配置为5毫米。4.如权利要求1所述的超疏水表面减阻测量装置，其特征在于，所述导轨远离气管一端设置有滑轮。5.如权利要求1所述的超疏水表面减阻测量装置，其特征在于，所述导轨侧面设置有标尺。权利要求书1/1 页2CN 220583731 U2一种超疏水表面减阻测量装置技术领域0001本实用新型涉及流体减阻技术领域。更具体地说，本实用新型涉及一种超疏水表面减阻测量装置。背景技术0002船舶及水下航行器在水中运动时，由于流体本身的黏。

5、性，会与接触壁面产生摩擦阻力，一般约占全部阻力的70%左右。超疏水表面减阻技术作为新兴的减阻技术近年来得到了学者的广泛关注，目前对超疏水表面减阻效果的测量实验常用的方法为水洞实验及PIV离子图像测速技术两种，但水洞装置与PIV设备均存在结构尺寸大、造价高、操作困难等缺点。0003专利申请号为CN212254979U的实用新型专利公开了一种快速测量超疏水表面减阻效果的装置，设置包括水槽、超疏水表面组件、刻度尺、重力球、刚性绳、水平杆、定位环、升降架、锁定组件和固定架；重力球通过刚性绳将重力势能转换为超疏水表面组件的动能推动超疏水表面组件沿水面运动，通过记录并对比超疏水表面组件与光滑表面组件到停止。

6、时的行进距离直接测得减阻效果。0004虽然该装置制造成本低、能快速直观测量超疏水表面减阻效果、对测量操作要求简单；但超疏水表面组件的运动没有约束，并不能保证其沿水面直线运动，在重力球推动下容易发生运动方向偏移，不便于测量，方向偏移也易造成误差，不利于对比减阻效果；并且运动的距离需要手动测量，不便于数据采集也更容易产生失误，影响减阻效果的测试。实用新型内容0005本实用新型的一个目的是解决上述问题和/或缺陷，并提供后面将说明的优点。0006为了实现本实用新型的这些目的和其他优点，提供了一种超疏水表面减阻测量装置，包括：导轨，支撑导轨的支撑架，设置在导轨下方的储水箱，还包括：0007沿导轨移动的滑。

7、块组件；0008设置在导轨一端的光电门；0009与光电门通讯连接，并对滑块组件的移动速度进行测量的光电门控制器；0010其中，所述滑块组件包括：在导轨上方移动的滑块；0011通过连接件与滑块连接，并在储水箱内移动的样品台；0012设置在滑块上端，并与光电门相配合的挡光片；0013所述滑块组件通过设置于导轨上的气动组件在导轨上移动。0014优选的是，所述气动组件包括：设置在导轨内部的气道；0015设置在导轨表面并与气道连通的多个气孔，且各气孔均向光电门方向倾斜设置；0016其中，所述导轨另一端通过气管与气道连通设置有气泵，以供在导轨与滑块之间形成气垫，并推动滑块向光电门方向移动。0017优选的是。

8、，所述挡光片宽度被配置为5毫米。说明书1/4 页3CN 220583731 U30018优选的是，所述导轨远离气管一端设置有滑轮。0019优选的是，所述导轨侧面设置有标尺。0020本实用新型至少包括以下有益效果：装置制造成本低、装置模型简单，占用空间小、对测量操作要求简单的同时，因设置有导轨与滑块组件，对滑块组件进行导向，对样品台的运动方向进行约束，保证其沿直线运动，并通过光电门进行数据采集，使测量更简单也不易产生失误，使测量更精准。0021本实用新型的其他优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。附图说明0022图1为本实用新型。

9、的一个实施例中超疏水表面减阻测量装置的结构示意图；0023图2为本实用新型的一个实施例中超疏水表面减阻测量装置滑块组件的结构示意图；0024图3为本实用新型的一个实施例中超疏水表面减阻测量装置的局部结构示意图。0025图中标记：光电门控制器1，滑轮2，光电门3，滑块组件4，挡光片41，滑块42，连接件43，样品台44，导轨5，气孔51，支撑架6，储水箱7，标尺8，气管9，气泵10。具体实施方式0026下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。0027应当理解，本文所使用的诸如“具有”“包含”以及“包括”术语并不列出一个或多个其他元件或其组合的存在。

10、或添加。0028需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。0029在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“设置有”“套设/接”“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体的连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元。

11、件内部的连通，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。0030此外，在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。0031实施例10032一种超疏水表面减阻测量装置，其结构如图12所示，包括：导轨5，支撑导轨5的。

12、支说明书2/4 页4CN 220583731 U4撑架6，设置在导轨5下方的储水箱7，还包括：0033沿导轨5移动的滑块组件4；0034设置在导轨5一端的光电门3；0035与光电门3通讯连接，并对滑块组件4的移动速度进行测量的光电门控制器1；0036其中，所述滑块组件4包括：在导轨5上方移动的滑块42；0037通过连接件43与滑块42连接，并在储水箱7内移动的样品台44；0038设置在滑块42上端，并与光电门3相配合的挡光片41；0039所述滑块组件4通过设置于导轨5上的气动组件在导轨5上移动。0040在实际运用时，导轨5沿水平方向设置，且导轨5的横截面为三角形，滑块42与导轨5配合设置为“V。

13、”型滑块42；储水箱7在导轨5下方，沿导轨5设置方向设置；样品台44通过连接件43与滑块42连接，并随滑块42在导轨5上的移动在储水箱7内移动；支撑架6与导轨5两端连接，对导轨5进行支撑。0041进行减阻测量时，首先，将超疏水表面样品粘贴在样品台44底部，后将带有超疏水表面样品的滑块组件4放置在导轨5上方距离光电门3一定距离，同时使储水箱7中水面低于样品台44所在位置；其次，启动光电门控制器1，在气动组件推动下，滑块42在导轨5上向光电门3移动，记录超疏水表面在空气中移动通过光电门3的瞬时速度V0；然后，向储水箱7内注水，直至水平面与超疏水表面持平，再次启动光电门控制器1，将滑块组件4放置在导。

14、轨5上方距光电门3相同距离，在气动组件推动下，滑块42在导轨5上向光电门3移动，记录超疏水表面在水中通过光电门的瞬时速度V1；最后，将样品台44底部超疏水表面更换为同材质普通表面，启动光电门控制器1，将滑块组件4放置在导轨5上方距光电门3相同距离，在气动组件推动下，滑块42在导轨5上向光电门3移动，记录普通表面在水中通过光电门3的瞬时速度V2。0042通过公式DR%=（V1V2）/（V0V2）可计算出超疏水表面减阻率DR%。0043本实用新型可测量不同速度、不同减阻方式的表面的减阻率大小；可根据需要进行不同减阻方式的测试，包括表面微织构、表面高分子涂层、柔性表面等；且装置制造成本低、模型简单，。

15、占用空间小、对测量操作要求简单，因设置有导轨5与滑块组件4，对样品台44进行导向，对样品台44的运动方向进行约束，保证其沿直线运动，并通过光电门3进行数据采集，使测量更简单也不易产生失误，使测量更精准。0044实施例20045本实施方式2作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：所述气动组件包括：设置在导轨5内部的气道；0046设置在导轨5表面并与气道连通的多个气孔51，且各气孔51均向光电门3方向倾斜设置；0047其中，所述导轨5另一端通过气管9与气道连通设置有气泵10，以供在导轨5与滑块42之间形成气垫，并推动滑块42向光电门3方向移动。004。

16、8工作原理：气孔51在导轨5上表面，沿滑块42移动方向均匀设置。气泵10将压缩空气经由气管9送入导轨5，并从气孔51喷出，在滑块42与导轨5之间形成气垫，且因气孔51向光电门3方向倾斜设置，滑块42被气流推起的同时向光电门3方向移动。在导轨5与滑块42之间不接触的同时，对样品台44进行导向的同时，使滑块组件4移动速度不受导轨5表面摩擦说明书3/4 页5CN 220583731 U5的影响，使测量更精准。0049实施例30050本实施方式3作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图2所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：所述挡光片41宽度被配置为5毫米。0051在实际运用时，挡光片41宽度。

17、被配置为5毫米，当挡光片41经过光电门时，根据挡光片41完全通过光电门3所用的时间和挡光片41自身的宽度，便可将光电门控制器1测算出的挡光片41通过光电门3的平均速度，作为挡光片41通过光电门3的瞬时速度。挡光片41宽度配置为5毫米，在满足挡光测量需要的同时，其宽度较短可减少数值误差，使测得的数值更接近实际的瞬时速度。0052实施例40053本实施方式4作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1、3所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：所述导轨5远离气管9一端设置有滑轮2。0054工作原理：所述滑轮2上设有柔性绳，其一端与滑块42连接，另一端连接设置有至少一个砝码；通过增减砝码改变柔性。

18、绳对滑块42的拉力，以使挡光片移动相同的距离后挡光片41以不同的速度通过光电门3，测量相同表面在不同运动速度下的减阻率。0055实施例50056本实施方式5作为本实用新型的一较佳实施例，具体结构如图1、3所示，其在实施方式1的基础上公开了如下改进：所述导轨5侧面设置有标尺8。0057工作原理：设置标尺8利于控制与记录测试时滑块42放置在导轨5上距光电门3的距离。测量时可将滑块42放置在导轨5上距光电门3不同距离进行测试，对比减阻率变化情况。0058以上各方案均只是一种较佳实例的说明，但并不局限于此。在实施本实用新型时，可以根据使用者需求进行适当的替换和/或修改。0059这里说明的设备数量和处理规模是用来简化本实用新型的说明的。对本实用新型的应用、修改和变化对本领域的技术人员来说是显而易见的。0060尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。说明书4/4 页6CN 220583731 U6图1图2说明书附图1/2 页7CN 220583731 U7图3说明书附图2/2 页8CN 220583731 U8。