2013年，西北工業(yè)大學牽頭和工信部組織申報的國家重大科學儀器設(shè)備開發(fā)專項“流體壁面剪應(yīng)力測試儀開發(fā)與應(yīng)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(fā)為目標，計劃研制出具有自主知識產(chǎn)權(quán)、功能健全、質(zhì)量穩(wěn)定可靠的流體壁面剪應(yīng)力測試儀，到2020年達到年產(chǎn)整機150臺生產(chǎn)能力，研究經(jīng)費為6558萬元。
流體壁面剪應(yīng)力是基本的流體力學參量之一，是研究邊界層流動狀態(tài)的直接物理量，是精細掌握與控制摩擦阻力的重要依據(jù)。但是由于剪應(yīng)力量值極小、動態(tài)性高、被測流場極易受到干擾破壞，國內(nèi)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(guān)科技工業(yè)發(fā)展和重大工程建設(shè)。
西北工業(yè)大學在幾年間召開了多次會議，推動著流體壁面剪應(yīng)力測試儀的開發(fā)和應(yīng)用，終于研制成功了世界上首臺套流體壁面剪應(yīng)力測試儀。該測試儀充分利用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)高度集成、靈敏度高、動態(tài)性好的獨特優(yōu)勢，通過建立微加工工藝及測試規(guī)范，研發(fā)出柔性熱敏薄膜微傳感器和浮動式剪應(yīng)力微傳感器兩類關(guān)鍵核心器件。儀器配備多通道探頭，能捕捉不同位置流場數(shù)據(jù)并進行流動狀態(tài)分析，成套流體壁面剪應(yīng)力測試儀器測量范圍0-60Pa，分辨率0.3Pa，精度5%，并具有對流場干擾小的優(yōu)點。
除此之外，西北工業(yè)大學已經(jīng)與中國商飛上海飛機設(shè)計研究院等機構(gòu)展開合作實驗，證實了該儀器在高性能微型敏感探頭技術(shù)、微弱信號抗干擾電測系統(tǒng)技術(shù)及復(fù)雜惡劣工作環(huán)境探頭封裝保護技術(shù)上為大型客機、航空發(fā)動機、水下航行器外形設(shè)計及河口海岸工程提供有效測試數(shù)據(jù)支撐。并且儀器達到了國家標準GB/T6587-2012(電子測量儀器通用規(guī)范)要求。
目前，該團隊已完成微傳感器探頭、儀器整機工程化制造與測試平臺，建成儀器生產(chǎn)所需的精密加工、裝配等工藝和可靠性質(zhì)量保障體系。
(資料來源：西北工業(yè)大學、科技日報、工信部)
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