近日, 西北工業大學空天微納系統教育部重點實驗室研究團隊研製出世界首台套流體壁面剪應力測試儀.
2013年, 西北工業大學牽頭和工信部組織申報的國家重大科學儀器設備開發專項 '流體壁面剪應力測試儀開發與應用' 正式立項. 該項目以航空航天飛行器, 新型船舶等國家重大工程為背景, 以實驗流體力學儀器的研究開發為目標, 計劃研製出具有自主智慧財產權, 功能健全, 質量穩定可靠的流體壁面剪應力測試儀, 到2020年達到年產整機150台生產能力, 研究經費為6558萬元.
流體壁面剪應力是最基本的流體力學參量之一, 是研究邊界層流動狀態的直接物理量, 是精細掌握與控制摩擦阻力的最重要依據. 但是由於剪應力量值極小, 動態性高, 被測流場極易受到幹擾破壞, 國內外一直沒有形成有效測試手段更無專門工程化儀器, 影響了相關科技工業發展和重大工程建設.
西北工業大學在幾年間召開了多次會議, 推動著流體壁面剪應力測試儀的開發和應用, 終於研製成功了世界上首台套流體壁面剪應力測試儀. 該測試儀充分利用微機電系統(MEMS)技術高度整合, 靈敏度高, 動態性好的獨特優勢, 通過建立微加工工藝及測試規範, 研發出柔性熱敏薄膜微感測器和浮動式剪應力微感測器兩類關鍵核心器件. 儀器配備多通道探頭, 能捕捉不同位置流場數據並進行流動狀態分析, 成套流體壁面剪應力測試儀器測量範圍0-60Pa, 解析度0.3Pa, 精度5%, 並具有對流場幹擾小的優點.
除此之外, 西北工業大學已經與中國商飛上海飛機設計研究院等機構展開合作實驗, 證實了該儀器在高性能微型敏感探頭技術, 微弱訊號抗幹擾電測系統技術及複雜惡劣工作環境探頭封裝保護技術上為大型客機, 航空發動機, 水下航行器外形設計及河口海岸工程提供有效測試數據支撐. 並且儀器達到了國家標準GB/T6587-2012(電子測量儀器通用規範)要求.
目前, 該團隊已完成微感測器探頭, 儀器整機工程化製造與測試平台, 建成儀器生產所需的精密加工, 裝配等工藝和可靠性質量保障體系.
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