我国研制世界首台套流体壁面剪应力测试仪

2018-04-13 11:50

记者12日从西北工业大学获悉：该校空天微纳系统教育部重点实验室研究团队近日研制出世界首台套流体壁面剪应力测试仪。该仪器在高性能微型敏感探头技术、微弱信号抗干扰电测系统技术及复杂恶劣工作环境探头封装保护技术上为大型客机、航空发动机、水下航行器外形设计及河口海岸工程提供有效测试数据支撑。

我国研制世界首台套流体壁面剪应力测试仪

流体壁面剪应力是最基本的流体力学参量之一，是研究边界层流动状态的直接物理量，精细掌握与控制摩擦阻力最重要的依据，对物体表面进行剪应力测量，能够掌握物体表面流场状态，为外形、结构优化提供基础数据。但由于剪应力量值极小、动态性高、被测流场极易受到干扰破坏，国内外一直没有形成有效测试手段更无专门工程化仪器，影响了相关科技工业发展和重大工程建设。该测试仪充分利用微机电系统（MEMS）技术高度集成、灵敏度高、动态性好的独特优势，通过建立微加工工艺及测试规范，研发出柔性热敏薄膜微传感器和浮动式剪应力微传感器两类关键核心器件。仪器配备多通道探头，能捕捉不同位置流场数据并进行流动状态分析，成套流体壁面剪应力测试仪器测量范围0-60Pa，分辨率0.3Pa，精度5%，并具有对流场干扰小的优点。

西北工业大学科研团队与中国空气动力研究与发展中心、中国商飞上海飞机设计研究院、中航北京长城计量测试技术研究所、中国船舶科学研究中心、南京水利科学研究院展开研发合作，深度参与了这些单位的航空航天气动实验、民机气动测试、水下航行器测试、河口海岸工程水动力学试验等。测试结果为C919、ARJ21等大型客机以及航空发动机、水下航行器和等气动及水动力学优化优化设计提供了技术支持。经过抗电磁干扰、抗振动冲击等一系列可靠性测试优化，该仪器达到了国家标准GB/T6587-2012（电子测量仪器通用规范）要求，能够在复杂工作环境下保持正常工作。

目前，该团队已完成微传感器探头、仪器整机工程化制造与测试平台，建成仪器生产所需的精密加工、装配等工艺和可靠性质量保障体系，预计3年内，将达到年产整机150台生产能力。