[发明专利]测量高超声速气流参数的测量探头、测量系统和方法

权利要求书

1.测量高超声速气流参数的测量探头，包括滞止室，所述滞止室上设有进气口和出气口，其特征在于，还包括：

测量光入射孔，开设在所述滞止室的侧壁上；

光纤准直器，安装在所述测量光入射孔中用于导入来自测量系统的入射光；

测量光出射孔，开设在所述滞止室的侧壁上与所述测量光入射孔间隔布置；

聚光透镜，安装在所述测量光出射孔中耦合出射光进入测量系统的光纤；

第一反射镜，安装在所述滞止室的内侧壁上，与所述测量光入射孔相对布置，用于反射入射光至所述测量光出射孔；

所述滞止室包括圆柱型的工作段以及与工作段连接的扩径段，所述扩径段的较小端口为所述进气口、较大端口与所述工作段的一端面连通，所述工作段的另一端面设有端盖；

所述出气孔、测量光入射孔、测量光出射孔，第一反射镜设置在工作段上。

2.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，还包括安装在所述滞止室的内侧壁上且与所述的第一反射镜相对布置的第二反射镜。

3.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，所述进气口的直径为2～5mm，所述工作段的直径为15～25mm。

4.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，所述测量光入射孔和测量光出射孔沿所述工作段的轴线方向分布且位于所述出气口和端盖之间。

5.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，所述出气口为多个周向均匀分布在工作段的圆孔。

6.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，所述端盖上设有压力测孔。

7.如权利要求1所述的测量高超声速气流参数的测量探头，其特征在于，所述滞止室包括两层结构，内层为高温陶瓷，外层为不锈钢。

8.测量高超声速气流参数的测量系统，包括激光发射器、光电探测器以及控制和计算模块，其特征在于，还包括如权利要求1～7任一权利要求所述的测量探头。

9.测量高超声速气流参数的测量方法，其特征在于，使用如权利要求8所述的测量系统，包括以下步骤：

(1)所述激光发射器分时输出不同标称波长的激光进入所述测量探头；

(2)入射激光在测量探头内反射，被测量气体吸收，吸收后的光信号经过所述聚光透镜耦合进光纤，进而被光电探测器接收；

(3)控制和计算模块根据激光在滞止室内气体吸收后的光信号计算得到进入滞止室的高超声速来流的总温和气体浓度。