[发明专利]一种高温耦合场测量系统

说明书

本发明涉及一种高温耦合场测量系统，包括：脉冲结构光激光器、远心光学系统、探测和图像采集系统以及远程测量控制系统，其中，脉冲结构光激光器，用于为该测量系统提供按照测试要求间隔时间进行工作的结构光激光光源，照射到被测物上；远心光学系统，用于对被测物按照一定比例倍率进行成像在探测和图像采集系统上；探测和图像采集系统，用于在热试验过程中，检测得到被测物体的温度、位移与应变；远程测量控制系统，用于在热试验过程中，控制所述探测和图像采集系统进行检测，并接收所述探测和图像采集系统反馈的温度、位移与应变；本发明能实现高温耦合场测量系统，能够对高温耦合场的温度、位移与应变进行测量，测量精度高，测量范围大。

技术领域

本发明涉及光学测试技术领域，尤其涉及一种高温耦合场测量系统。

背景技术

对飞行器结构件进行风洞热试验和其它地面热试验时，需要在风洞吹风加热或辐射加热时对受试件表面的耦合场进行准确的测量，得到结构件在某一区域的耦合场温度、位移偏移量和应变量，通过试验计算结果考核材料和结构的热辐射性能、热强度和应变量，为某型飞行器的设计提供数据支撑。热防护及结构用耐高温材料的表面形貌、化学组成、微结构都会对其热辐射性能产生很大影响，必须要通过对其耦合场多参数测试技术的研究，对热辐射过程进行分析，总结在热试验环境下对飞行器结构件和耐高温材料的影响，以优选出相应的某型飞行器结构与热防护用耐高温材料。这对于某型武器系统的研制和发展具有十分重要意义。

由于飞行速度快，飞行时间长，飞行器用发动机局部温度有可能达到2000℃，发动机试车试验时试车台的温度也达到200℃，在发动机试验过程中，发动机尾焰是推进剂燃烧后产生的高温高速流体，在尾喷管后形成急速湍流，具有高温、高速、热辐射强等特点，而此时尾喷口处试车台耦合场的温度、位移和应变变化量都对发动机试验产生较大的影响，为了更好地掌握发动机试验的准确数据，高温耦合场测量系统可对发动机耦合场的温度、位移与应变进行测量。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种高温耦合场测量系统，能够对高温耦合场的温度、位移与应变进行测量。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种高温耦合场测量系统，包括：脉冲结构光激光器、远心光学系统、探测和图像采集系统以及远程测量控制系统，其中，

脉冲结构光激光器，用于为该测量系统提供按照测试要求间隔时间进行工作的结构光激光光源，照射到被测物上；

远心光学系统，用于对被测物按照一定比例倍率进行成像在探测和图像采集系统上；

探测和图像采集系统，用于在热试验过程中，当被测物体大小由于高温、振动影响发生位移偏移时，检测得到被测物体的温度、位移与应变；

远程测量控制系统，用于在热试验过程中，控制所述探测和图像采集系统进行检测，并接收所述探测和图像采集系统反馈的温度、位移与应变。

进一步地，所述远心光学系统的光谱范围为400nm～900nm，其结构是由4组双胶合镜组组成，在第一组和第二组双胶合镜组之间放置滤光片，滤光片与第一组镜组之间的距离为15mm～20mm,滤光片与第二组镜组之间的距离为10mm～15mm,在第二组和第三组双胶合镜组之间放置衰减片，衰减片与第二组镜组之间的距离为10mm～15mm,衰减片与第三组镜组之间的距离为10mm～15mm。

其中，双胶合镜组所采用光学材料的型号是H-ZK9A和F4。

进一步地，所述探测和图像采集系统，其响应波长范围为360nm～900nm，其分辨率优于1024×768，其帧频大于等于50Hz，环境适应性：工作温度范围为－40℃～80℃。

进一步地，所述脉冲结构光激光器，其波长是680nm,工作距离范围800mm～1200mm，其结构光为九点阵列。