絕緣油介質(zhì)損耗因素及體積電阻率分析儀注意事項(xiàng)一、概 述

絕緣油體積電阻率測(cè)試儀是依據(jù)GB/T5654-2007《液體絕緣材料 相對(duì)電容率、介質(zhì)損耗因數(shù)和直流電阻率的測(cè)量》設(shè)計(jì)制造的高精密一體化檢測(cè)儀器。主要用于絕緣油等液體絕緣介質(zhì)的直流電阻率的測(cè)量，內(nèi)部集成了介損油杯、溫控儀、溫度傳感器、介損測(cè)試電橋、交流試驗(yàn)電源、標(biāo)準(zhǔn)電容器、高阻計(jì)、直流高壓源等主要部件。該儀器應(yīng)用*的測(cè)控技術(shù),全自動(dòng)完成升溫、控溫、高速數(shù)據(jù)采樣、運(yùn)算、顯示、打印及存儲(chǔ)等過(guò)程。*的測(cè)量原理和高度數(shù)字化技術(shù)，使您的工作變得更加輕松、便捷。

儀器內(nèi)部采用全數(shù)字技術(shù)，全部智能自動(dòng)化測(cè)量，配備了大屏幕彩色觸摸屏，全中文菜單，每一步驟都有中文提示，測(cè)試結(jié)果可以打印輸出，操作人員不需專業(yè)培訓(xùn)就能熟練使用。

絕緣油介質(zhì)損耗因素及體積電阻率分析儀注意事項(xiàng)二、特點(diǎn)

1. 高度自動(dòng)化，升溫、測(cè)量介損 、測(cè)量電阻率可一次完成；

2. 油杯采用符合國(guó)標(biāo)GB/T5654-2007的三電極式結(jié)構(gòu)，極間間距2mm，可消除雜散電容及瀉漏對(duì)介損測(cè)試結(jié)果的影響；

3、儀器采用中頻感應(yīng)加熱，PID控溫算法。該加熱方式具備油杯與加熱體非接觸、加熱均勻、速度快、控制方便等優(yōu)點(diǎn)，使溫度嚴(yán)格控制在預(yù)設(shè)溫度誤差范圍以內(nèi)。

4、采用*的DSP和FFT技術(shù)，確保數(shù)據(jù)穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠。

5、內(nèi)部標(biāo)準(zhǔn)電容器為SF6 充氣三點(diǎn)極式電容，該電容的介損及電容量不受環(huán)境溫度、濕度等影響，使儀器精度在長(zhǎng)時(shí)間使用后仍然得到保證。

6、大屏幕彩色觸摸屏，中文操作菜單，人家對(duì)話方便，操作簡(jiǎn)潔明了，一目了然。

7、具有開(kāi)蓋斷高壓，油杯高低壓電極短路等溫馨提示，消除隱患，確保操作人員的人和設(shè)備的正常運(yùn)行。

8、自帶實(shí)時(shí)時(shí)鐘，測(cè)試日期、時(shí)間可隨測(cè)試結(jié)果保存、顯示、打印；設(shè)備可以顯示環(huán)境溫度，對(duì)試驗(yàn)環(huán)境實(shí)時(shí)進(jìn)行檢測(cè)。

9、自動(dòng)存儲(chǔ)測(cè)量數(shù)據(jù)，可存儲(chǔ)100組測(cè)量數(shù)據(jù)。

10. 空電極杯校準(zhǔn)功能。測(cè)量空電極杯的電容量和介質(zhì)損耗因數(shù)，以判斷空電極杯的清洗和裝配狀況。校準(zhǔn)數(shù)據(jù)自動(dòng)保存，以利于相對(duì)電容率和直流電阻率的精準(zhǔn)計(jì)算。

11.設(shè)備自動(dòng)化程度高，可自動(dòng)完成油杯清洗；

絕緣油介質(zhì)損耗因素及體積電阻率分析儀注意事項(xiàng)三、產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)

測(cè) 量 范 圍：

電容量 5pF～200pF

相對(duì)電容率 1.000～30.000

介質(zhì)損耗因數(shù) 0.00001～100

直流電阻率 2.5 MΩm～20 TΩm

測(cè) 量 精 度：

電容量 ±(1%讀數(shù)+0.5pF)

相對(duì)電容率 ±1%讀數(shù)

介質(zhì)損耗因數(shù) ±(1%讀數(shù)+0.0001)

直流電阻率 ±10%讀數(shù)

分 辨 率：

電容量 0.01pF

相對(duì)電容率 0.001

介質(zhì)損耗因數(shù) 0.00001

測(cè) 溫 范 圍： 0～125℃

溫度測(cè)量誤差： ±0.5℃

交流實(shí)驗(yàn)電壓： 0～2000V 連續(xù)可調(diào)，頻率50Hz

直流試驗(yàn)電壓： 0～500V 連續(xù)可調(diào)

功 耗： 100W

外 型 尺 寸： 420mm*380mm*385mm

總 重 量： 21Kg

絕緣油介質(zhì)損耗因素及體積電阻率分析儀注意事項(xiàng)四、使用條件

1. 環(huán)境溫度 0～40℃

2. 相對(duì)濕度 ≤80%

3. 工作電源 AC 220V（1 ± 10%）

4. 電源頻率 50 Hz (1 ± 10%)

5. 功率消耗 ＜200 W

絕緣油介質(zhì)損耗因素及體積電阻率分析儀注意事項(xiàng)五、面板說(shuō)明

1. 液晶屏顯示日期、時(shí)間、操作參數(shù)、測(cè)試結(jié)果、操作菜單提示等相關(guān)信息；

2．打印機(jī)打印單次及多次測(cè)試結(jié)果的平均值；

3．電源插座及開(kāi)關(guān)良好插接AC 220V 50Hz電源線；電源開(kāi)關(guān)控制儀器電源通斷

4．油杯測(cè)試油樣的容器

5．測(cè)量信號(hào)插座用于插接測(cè)量信號(hào)線

6. 溫度信號(hào)線打開(kāi)后放入或取出油杯，關(guān)閉后方可進(jìn)行測(cè)試；

7. 接地柱可靠的地線連接柱

六、操作步驟圖解

1.將測(cè)量信號(hào)線和溫度信號(hào)線如圖2連接完好。溫度信號(hào)線置于油杯中心部位的插孔內(nèi)；

2、將地線與設(shè)備連接完好，接通電源線，打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，設(shè)備會(huì)自動(dòng)進(jìn)入主界面如圖3，

3.做試驗(yàn)之前，先要將油樣注入測(cè)試油杯內(nèi)，油杯有兩個(gè)口，一個(gè)（粗）是注油口，一個(gè)（細(xì)）是液位管，用于顯示液面的高度，我們?cè)谧⒂椭皯?yīng)打開(kāi)主界面中的漏油開(kāi)關(guān)，讓被測(cè)油樣將油杯進(jìn)行一下沖洗，點(diǎn)開(kāi)漏油開(kāi)關(guān)，開(kāi)關(guān)前面會(huì)顯示√，將待測(cè)油樣緩慢導(dǎo)入油杯，油樣會(huì)自動(dòng)由排液管流出，當(dāng)清洗完畢后點(diǎn)擊漏油開(kāi)關(guān)，關(guān)閉排油系統(tǒng)，當(dāng)油樣進(jìn)液口和液位管高度持平時(shí)即可。

4、在圖3 界面下，按試驗(yàn)條件鍵，設(shè)備進(jìn)入下一個(gè)菜單如圖4；

5、在圖4界面中，可以分別對(duì)試驗(yàn)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，圖中是設(shè)備的默認(rèn)參數(shù)，如需改動(dòng)，只要點(diǎn)擊需要改動(dòng)的參數(shù)，就會(huì)自動(dòng)彈出一個(gè)小鍵盤(pán)，如圖5，在小鍵盤(pán)中直接輸入需要的參數(shù)并點(diǎn)擊小鍵盤(pán)上的確認(rèn)鍵即可，選擇打印的時(shí)候只要點(diǎn)擊光標(biāo)處就可以在是和否之間切換。設(shè)定好后點(diǎn)擊確定即可回到圖3主界面。

6、在圖3界面下，點(diǎn)擊空杯測(cè)試進(jìn)入圖6，空杯測(cè)試主要是對(duì)油杯注油前的干凈程度和裝配進(jìn)行驗(yàn)證，可以選擇介質(zhì)損耗因數(shù)和相對(duì)電容率及體積電阻率，點(diǎn)擊測(cè)試項(xiàng)目前面的光標(biāo)即可選擇測(cè)試還是不測(cè)試。空杯介損值越小越好，在圖6中選擇完測(cè)試項(xiàng)目后點(diǎn)擊確定后即可進(jìn)入圖7，圖7中設(shè)備可以在設(shè)定的90℃進(jìn)行測(cè)量，也可以點(diǎn)擊立即測(cè)試，在當(dāng)時(shí)溫度下測(cè)量。

7、空杯檢測(cè)完畢沒(méi)有問(wèn)題后，將油杯的內(nèi)電極取出置于油杯架上，取40ml待測(cè)油樣置于油杯中（注意：注入油樣時(shí)一定注意不能出現(xiàn)氣泡，應(yīng)沿著杯壁緩緩注入），油樣注入后，再將油杯的內(nèi)電極慢慢的放到位。（動(dòng)作要慢一些，防止動(dòng)作太快，排氣不及時(shí)，使油樣溢出），接好測(cè)量信號(hào)線和溫度信號(hào)線，點(diǎn)擊圖3中的自動(dòng)測(cè)試，進(jìn)入圖6界面和圖7界面，一般測(cè)油是都按照規(guī)程90℃測(cè)量，同樣也可以選擇立即測(cè)試，在當(dāng)前溫度下測(cè)量。

8、點(diǎn)擊圖3中的數(shù)據(jù)查詢，進(jìn)入圖8界面，點(diǎn)擊上頁(yè)和下頁(yè)進(jìn)行翻閱，也可以點(diǎn)擊打印，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行打印；還可以點(diǎn)擊刪除鍵對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除，按退出鍵退回到主界面。

七、注意事項(xiàng)

1.遵守高壓試驗(yàn)工作規(guī)程。

2.因儀器內(nèi)部有高壓及高溫，在工作過(guò)程中，禁止打開(kāi)油杯罩。

3.儀器在使用過(guò)程中要可靠接地。

4.要注意儀器使用環(huán)境的清潔。

5.油杯安裝和清洗應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)定進(jìn)行，否則將造成油杯放電，致使儀器無(wú)法正常工作。

6.保險(xiǎn)管損壞，必須更換相同規(guī)格保險(xiǎn)管。

八、儀器的成套性

1. 主機(jī) 壹臺(tái)

2.油杯 壹套

3. 滲油杯 壹個(gè)

4. 油杯托架 壹個(gè)

5. 玻璃注射器 壹支

6. 測(cè)試線 壹條

7. 溫度傳感器 壹條

8. 電源線 壹條

9. 合格證 一份

10. 說(shuō)明書(shū) 壹本

11. 出廠檢驗(yàn)報(bào)告 壹張

12.保險(xiǎn)管（5A） 貳支

13.打印紙卷 貳卷

九、售后服務(wù)：

儀器自購(gòu)買(mǎi)之日起一年內(nèi)，屬產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題免費(fèi)保修，終身提供維修和技術(shù)服務(wù)。如果發(fā)現(xiàn)儀器狀況不正常或有故障出現(xiàn)，請(qǐng)您速與我公司聯(lián)系，以便為您安排便捷有效的處理方案。

一、概述

在電力設(shè)備絕緣預(yù)防性試驗(yàn)中，要求對(duì)電力設(shè)備的絕緣油參數(shù)進(jìn)行定期測(cè)量。絕緣油介質(zhì)損耗及電阻率的測(cè)量是其中重要的一項(xiàng)，長(zhǎng)期以來(lái)，大都采用電橋法測(cè)量，操作繁瑣，測(cè)量精度受到很多因素影響，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差大。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展及電力行業(yè)對(duì)體積小、重量輕、操作方便、測(cè)量迅速、精度高的測(cè)量?jī)x器要求，我公司參考國(guó)內(nèi)外相關(guān)儀器研制出了在國(guó)內(nèi)較為*的JDC系列全自動(dòng)絕緣油介損及電阻率測(cè)試儀。該儀器根據(jù)GB5654及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)制造，采用微機(jī)控制，使用方便，測(cè)量精度高，測(cè)試效率高，極大地減少人員勞動(dòng)強(qiáng)度。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能簡(jiǎn)介

本儀器結(jié)構(gòu)為集油杯、加熱、控溫、調(diào)壓、自動(dòng)放油功能為一體。

采用大液晶漢顯，漢字打印，漢字菜單，操作簡(jiǎn)單。

空杯自動(dòng)校準(zhǔn)。

具有過(guò)壓、過(guò)流、限溫保護(hù)功能。

中頻感應(yīng)加熱電極杯、短時(shí)均勻加熱。

通過(guò)置于測(cè)量電極杯內(nèi)的探頭直接測(cè)量溫度。

內(nèi)含正弦波發(fā)生器，數(shù)字調(diào)壓產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)50Hz大功率測(cè)試電源。

主要技術(shù)指標(biāo)

測(cè)試電壓范圍：0～2000VAC 50Hz

測(cè)試溫度范圍：室溫～125℃

介損測(cè)試范圍：0.00001～1

測(cè) 量 精 度：±（示值×0.5%+0.0001）

相對(duì)介電常數(shù)：±（示值×0.5%+0.1）

電阻率分辨率：0.01MΩ·m

電阻率測(cè)量范圍：2.5MΩ·m～20TΩ·m

功 率：500W

電 源 電 壓：AC220V±22V

外 形 尺 寸：470×430×380

重量：25kg

使用條件

環(huán)境溫度 ： 0℃ ~ +40℃

相對(duì)濕度 ： ≤75%RH

面板說(shuō)明

一、操作面板

圖1所示：

二、測(cè)試面板

圖2所示

操作方法

一、測(cè)試前準(zhǔn)備

1、裝配

按GB5654要求，將清洗干凈的電極杯安裝到測(cè)試面板電極杯位置，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)外電極固定，做好密封（安裝氟橡膠密封墊在外電極底部），將測(cè)試線如圖2連接好。

2、開(kāi)機(jī)

打開(kāi)電源開(kāi)關(guān)，液晶顯示如圖3。進(jìn)入初始化界面，如圖4。約等一分鐘左右，進(jìn)入時(shí)間設(shè)置界面，如圖5。若設(shè)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘按《選擇》鍵移動(dòng)光標(biāo)選擇，按《▲》和《▼》鍵設(shè)置時(shí)間，然后按《確認(rèn)》完成設(shè)置。

3、參數(shù)設(shè)置

參數(shù)設(shè)置界面如圖6和圖7，按《選擇》鍵移動(dòng)光標(biāo)至預(yù)設(shè)定處，按《▲》和《▼》鍵可對(duì)溫度、電壓參數(shù)進(jìn)行循環(huán)設(shè)置。移動(dòng)光標(biāo)至“√”處，按《▲》和《▼》鍵

選擇“√”或“×”（“√”代表測(cè)試該項(xiàng)，“×”代表不對(duì)該項(xiàng)進(jìn)行測(cè)試），按《確認(rèn)》鍵完成參數(shù)設(shè)置。溫度范圍：室溫～125℃；電壓范圍：AC 0V～2000V。

二、測(cè)試步驟

1、空杯電容測(cè)試

在參數(shù)設(shè)置界面圖6中選擇（測(cè)試空杯電容），按《確認(rèn)》鍵進(jìn)入圖8界面。

1）升溫：進(jìn)入如圖8界面后，儀器升溫顯示溫度開(kāi)始增加，直到預(yù)定值后開(kāi)始升壓；如果無(wú)需升至預(yù)定值則隨時(shí)根據(jù)溫度情況按《確認(rèn)》鍵轉(zhuǎn)入升壓狀態(tài)。

2）升壓：當(dāng)升溫過(guò)程轉(zhuǎn)入升壓狀態(tài)后，此時(shí)電壓值在增加并調(diào)整，如圖9。

3）電容測(cè)試：電壓升至設(shè)定值，自動(dòng)轉(zhuǎn)入電容測(cè)試狀態(tài)，如圖10，電容測(cè)試結(jié)果如圖11。

注：如果不測(cè)試空杯電容，請(qǐng)?jiān)趨?shù)設(shè)置界面（圖6）中選擇（不測(cè)空杯電容），按《確認(rèn)》鍵轉(zhuǎn)入電容值默認(rèn)界面如圖12，準(zhǔn)備介質(zhì)損耗測(cè)試。

2、介質(zhì)損耗測(cè)量

將電極杯用待測(cè)油樣清洗干凈后按提示向電極杯中注入待測(cè)油樣40mL，按《確認(rèn)》鍵進(jìn)入介損測(cè)試界面如圖13。

1）升溫：進(jìn)入如圖13界面后，儀器升溫開(kāi)始，顯示溫度開(kāi)始增加，直到預(yù)定值后開(kāi)始升壓；如果無(wú)需升至預(yù)

2）升壓：當(dāng)升溫過(guò)程轉(zhuǎn)入升壓狀態(tài)后，此時(shí)電壓值在定值則隨時(shí)根據(jù)溫度情況按《確認(rèn)》鍵轉(zhuǎn)入升壓狀態(tài)。

增加并調(diào)整，如圖14。

3）介損測(cè)量：電壓升至設(shè)定值，自動(dòng)轉(zhuǎn)入介損測(cè)試狀態(tài)，如圖15所示，1分鐘左右自動(dòng)轉(zhuǎn)入體積電阻率測(cè)試界面，

如圖16。測(cè)試完成后自動(dòng)顯示測(cè)試結(jié)果，按《確認(rèn)》鍵可將介損測(cè)試結(jié)果打印輸出。

3、體積電阻率測(cè)量

如圖6所示，按《選擇》鍵開(kāi)始測(cè)試體積電阻率，測(cè)試完成后顯示結(jié)果，按《確認(rèn)》鍵可將體積電阻率測(cè)量結(jié)果打印輸出。

操作注意事項(xiàng)

儀器要可靠接地。

測(cè)試過(guò)程中內(nèi)部有高壓及高溫，禁止在通電和測(cè)試時(shí)接觸電極杯、電纜和插座。

注油時(shí)，應(yīng)小心操作以免將油灑入電極杯槽和操作面板。

放油時(shí)，首先將放油管連接好，將放油管出油口置于廢油杯內(nèi)。

若測(cè)試時(shí)出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象，請(qǐng)按復(fù)位鍵，重新啟動(dòng)儀器。

常見(jiàn)故障及處理方法

開(kāi)機(jī)時(shí)，電源開(kāi)關(guān)指示燈不亮，請(qǐng)檢查電源板保險(xiǎn)芯，是否熔斷。

當(dāng)設(shè)備正在升壓時(shí)，液晶顯示“電極杯短路”，請(qǐng)檢查電極杯是否裝配合理。

當(dāng)設(shè)備測(cè)出空杯電容值偏離標(biāo)準(zhǔn)值（60pF±5pF）較大時(shí)，請(qǐng)檢查電源信號(hào)電纜保護(hù)電極蓋上射頻頭是否松動(dòng)。

當(dāng)設(shè)備升溫時(shí)，檢測(cè)不到溫度信號(hào)，請(qǐng)檢測(cè)溫度信號(hào)電纜是否連接正確。

當(dāng)設(shè)備不升溫時(shí)（即無(wú)中頻加熱*的響聲），請(qǐng)檢查升溫保險(xiǎn)是否熔斷。

電極杯清洗方法

取出電極杯內(nèi)電極。

將電極杯外電極按逆時(shí)針?lè)较驍Q出（注意更換外電極底部的橡膠密封墊）。

用化學(xué)純的石油醚和苯*清洗油杯的所有部件（注意不要損壞射頻座）。

用丙酮再次清洗電極杯，然后用中性洗滌劑漂洗干凈。

用5%的磷酸鈉蒸餾水溶液煮沸5分鐘，然后用蒸餾水洗幾次。

用蒸餾水將所有部件（注意保護(hù)射頻座）煮沸1小時(shí)。

將部件在溫度105～110攝氏度的烘箱中，烘干60～90分鐘。

部件洗凈后，待溫度降至不燙手時(shí)將其組裝好。注意不要燙著手和損傷電極杯表面，保證射頻座芯線與測(cè)試電極連接良好！

注：當(dāng)試驗(yàn)一組同類沒(méi)有使用過(guò)的液體樣品時(shí)，只要上次試驗(yàn)過(guò)的樣品的性能優(yōu)于待測(cè)油的規(guī)定值，可使用同一個(gè)電極杯而無(wú)需中間清洗。如果試驗(yàn)過(guò)的前一樣品的性能值劣于待測(cè)油樣的測(cè)定值，則在做上一個(gè)試驗(yàn)之前必須清洗電極杯。

隨機(jī)附件及服務(wù)

1、隨機(jī)附件

1） 三芯電源線（10A） 1條

2） 保險(xiǎn)管（4A） 4個(gè)

3） 電極杯 1套

4） 25#硅膠管（1m） 1根

5） 信號(hào)測(cè)試線 1條

6） 溫度測(cè)試線 1條

7） 打印紙 2卷

8） 8*2.4密封圈 2個(gè)

9） 10*2.4密封圈 2個(gè)

10） 14*2.4密封圈 2個(gè)

11）量杯（50ml） 1個(gè)

2、售后服務(wù)及維修

本產(chǎn)品保修18個(gè)月，終身服務(wù)。

本說(shuō)明書(shū)版本號(hào)V2.1，2016年10月修訂。

在經(jīng)典的流體力學(xué)中，一個(gè)放置于豎直方向振動(dòng)液面上的液滴，會(huì)受到自身撞擊液面形成的局部波作用而產(chǎn)生導(dǎo)向性水平運(yùn)動(dòng)。這種由流體導(dǎo)航波體系中表面波引導(dǎo)的液滴運(yùn)動(dòng)，與量子力學(xué)中導(dǎo)航波理論描繪的量子粒子的運(yùn)動(dòng)情形有著驚人的相似之處。已經(jīng)證實(shí)的是，流體導(dǎo)航波體系中的懸浮液滴能夠模擬量子領(lǐng)域的一系列神秘行為，例如隧穿、干涉、衍射等。對(duì)這種宏觀層面上波粒二象性的認(rèn)識(shí)，使得流體導(dǎo)航波研究近年來(lái)引發(fā)科學(xué)界的重視。除了量子體系之外，物理系統(tǒng)中普遍存在著波動(dòng)伴隨的粒子運(yùn)動(dòng)，然而這些行為通常要么發(fā)生在尺度，要么需要借助特殊條件才能實(shí)現(xiàn)，這給相應(yīng)系統(tǒng)中的直接觀測(cè)和控制帶來(lái)了巨大困難。而對(duì)于宏觀的流體導(dǎo)航波體系，由于其驅(qū)動(dòng)參數(shù)以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)均可靈活變換，從而為研究波粒二象性及其他物理體系中由波場(chǎng)引導(dǎo)的運(yùn)動(dòng)，提供了一種易于實(shí)現(xiàn)的途徑。

在此之前，已有一部分研究考查了常規(guī)流體導(dǎo)航波體系中單個(gè)液滴或者多個(gè)液滴的動(dòng)態(tài)行為，并探索了它們與量子體系的相似性問(wèn)題。然而以往對(duì)于液滴動(dòng)態(tài)行為的研究通常都局限于單一粒子與導(dǎo)航波之間的相互作用，即液滴運(yùn)動(dòng)只受其自身撞擊液面產(chǎn)生的局部導(dǎo)航波的導(dǎo)向而運(yùn)動(dòng)。這種單一的導(dǎo)航波情形將液滴運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)條件限制在一個(gè)很窄的區(qū)間內(nèi)。為了突破傳統(tǒng)的流體導(dǎo)航波系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也有研究通過(guò)調(diào)整液池的構(gòu)造來(lái)改變液滴的運(yùn)動(dòng)，例如采用具有階梯高度的液池，或者控制容器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)等。然而這些方法均人為增加了系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜度。因此，為了進(jìn)一步擴(kuò)展流體導(dǎo)航波理論及研究范疇，在尋找全新液滴運(yùn)動(dòng)模式的同時(shí)，應(yīng)避免增加系統(tǒng)和控制的復(fù)雜程度。

在此項(xiàng)發(fā)表的液態(tài)金屬導(dǎo)航波體系的研究工作中，作者們開(kāi)創(chuàng)性地引入了一種具有高表面張力的全新液態(tài)金屬液池-液滴系統(tǒng)，利用金屬液池邊界振蕩產(chǎn)生的全局導(dǎo)航波和液滴自身的局部導(dǎo)航波構(gòu)造復(fù)合導(dǎo)航波場(chǎng)。研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)兩個(gè)大小不同的金屬液滴在液池上相遇時(shí)，會(huì)自鎖形成共同圍繞液池中心旋轉(zhuǎn)的液滴對(duì)。而且液滴對(duì)之間能夠?qū)崿F(xiàn)不同的自鎖距離，同時(shí)液滴對(duì)的運(yùn)動(dòng)軌跡被鎖定在液池表面所形成的不同半徑的同心環(huán)表面波軌道內(nèi)。更為有趣的是，這些旋轉(zhuǎn)追逐的液滴對(duì)之間的自鎖距離和旋轉(zhuǎn)軌道半徑，體現(xiàn)出一系列量子化的離散數(shù)值。通過(guò)調(diào)節(jié)液滴對(duì)的自鎖距離和軌道半徑這一組變量集，可以實(shí)現(xiàn)各種各樣的液滴對(duì)運(yùn)動(dòng)模式。

通過(guò)進(jìn)一步的研究，還觀察到液滴對(duì)的協(xié)同旋轉(zhuǎn)追逐運(yùn)動(dòng)具有方向性：既可以由大液滴追逐較小的液滴，也可以反過(guò)來(lái)由小液滴追逐大液滴，而追逐的方向取決于兩個(gè)液滴之間的自鎖距離。如果兩個(gè)液滴彼此相鄰(短程自鎖)，則大液滴在后面追逐著小液滴運(yùn)動(dòng)；反之，如果液滴彼此遠(yuǎn)離(長(zhǎng)程自鎖)，則大液滴帶頭在前，小液滴在后追逐，追逐方向發(fā)生反轉(zhuǎn)。然而不論對(duì)于短程自鎖或者長(zhǎng)程自鎖的液滴對(duì)而言，其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的中心都是液池的中心點(diǎn)，而不是沿著兩個(gè)液滴連線的中心點(diǎn)，后者是在常規(guī)流體(如硅油)導(dǎo)航波體系中觀察到的液滴繞轉(zhuǎn)現(xiàn)象。同時(shí)需要指出的是，液態(tài)金屬液滴對(duì)的追逐方向*決定于兩個(gè)液滴的自鎖距離，而不受其它因素的影響)。而以往發(fā)現(xiàn)的液滴對(duì)追逐運(yùn)動(dòng)方向，是可以通過(guò)改變加速度進(jìn)行調(diào)節(jié)的。這些液態(tài)金屬液滴對(duì)的行為意味著液態(tài)金屬體系隱藏著新的作用模式。

該研究設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)來(lái)探究液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化追逐效應(yīng)的背后原理。通過(guò)采用高速成像、數(shù)字圖像跟蹤、粒子成像測(cè)速等方法，作者們揭示了振動(dòng)的液態(tài)金屬液池(圖4和圖5)和彈跳液滴的流體力學(xué)特性。通過(guò)比較幾種不同模態(tài)追逐液滴對(duì)中單個(gè)液滴的豎直運(yùn)動(dòng)后發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)液滴的振動(dòng)始終存在一定的相位差，大液滴撞擊液面的相位總是滯后于小液滴。正是這個(gè)相位差的存在使得液滴在撞擊液面時(shí)，會(huì)受到與其自鎖的另一個(gè)液滴的局部導(dǎo)航波的影響，而產(chǎn)生一個(gè)水平推動(dòng)力，從而導(dǎo)致了液滴水平方向上追逐行為的發(fā)生。同時(shí)液滴對(duì)的共同運(yùn)動(dòng)又會(huì)受到液池全局表面波的限制作用，從而被約束在不同的圓形軌道內(nèi)。這個(gè)全局導(dǎo)航波的存在，是將當(dāng)前系統(tǒng)與其他系統(tǒng)區(qū)別開(kāi)來(lái)的根本原因所在，液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化旋轉(zhuǎn)追逐效應(yīng)，是液滴同時(shí)受局部導(dǎo)航波和液池全局導(dǎo)航波場(chǎng)這一復(fù)合波場(chǎng)的引導(dǎo)所致。

對(duì)于液態(tài)金屬導(dǎo)航波體系的探索，一方面豐富了流體力學(xué)不穩(wěn)定性的研究范疇和知識(shí)，另一方面也極大擴(kuò)展了流體動(dòng)力學(xué)層面波粒二象性的含義。此項(xiàng)工作中發(fā)現(xiàn)的液態(tài)金屬液滴對(duì)的軌道化追逐運(yùn)動(dòng)，與光學(xué)系統(tǒng)中納米顆粒對(duì)的運(yùn)動(dòng)模式具有驚人的相似之處。同時(shí)，該研究中提出的復(fù)合導(dǎo)航波場(chǎng)的理論和方法，也有望擴(kuò)展到其它不同類型和規(guī)模的物理體系中，例如從微觀世界中的電子對(duì)傳輸?shù)接钪骈g的行星運(yùn)動(dòng)等。