[发明专利]一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片

说明书

一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，涉及多光路光学测量领域；包括圆盘状光学测量压缩片主体和激光准直机构；沿光学测量压缩片主体的径向分别设置有进水口和出水口；沿光学测量压缩片主体的径向分别设置两个气管道；沿光学测量压缩片主体的周向均匀设置6个光学测量通道；光学测量压缩片主体沿轴线的周向均匀设置有多个定位安装孔；光学测量压缩片主体通过定位安装孔与外部叠片式电弧加热器连接；激光准直机构的一端伸入光学测量通道；激光准直机构的另一端与外部光学元件连接；解决了壁面高热载荷冷却以及多光路光学测量通道与冷却水道相互干扰的问题，满足叠片式电弧加热器激光吸收光谱诊断的多光路建设需求。

技术领域

本发明涉及一种多光路光学测量领域，特别是一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片。

背景技术

叠片式电弧加热器，又叫压缩弧式电弧加热器，具有高焓、运行稳定等优点，是研究高超声速、长航时飞行器气动热问题的主要试验设备。由于地面试验的局限性，例如加热器功率、喷管尺寸所限，无法做到全尺寸、全轨道模拟等，电弧加热器提供的模拟环境与飞行器真实飞行环境存在着一定的差异，然而目前对于如何评价这种差异性方法的匮乏，导致了目前飞行器防热设计仍存在着较大的余量，而过于保守的飞行器热防护系统不仅无谓增加了飞行器的载重负荷和挤占了宝贵的空间，也大大提高了飞行器飞行试验的成本。随着航天事业的发展，使得人们愈发重视“天、地差异性”带来的影响，而解决这一问题的核心在于获得准确的电弧加热器流场参数，例如气流温度、组分密度等。

由于叠片式电弧加热器内高温气体温度高达5000K～9000K，在如此的高温环境下，等离子体平-转-振激发和气流组分的离解复合，传统接触式的测量手段难以实现对叠片电弧加热器高温流场的准确定量测量，已经不能满足目前的试验需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，解决了壁面高热载荷冷却以及多光路光学测量通道与冷却水道相互干扰的问题，满足叠片式电弧加热器激光吸收光谱诊断的多光路建设需求。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，包括圆盘状光学测量压缩片主体和激光准直机构；沿光学测量压缩片主体的径向分别设置有进水口和出水口；沿光学测量压缩片主体的径向分别设置两个气管道，且两个气管道的连线经过光学测量压缩片主体的轴心；沿光学测量压缩片主体的周向均匀设置6个光学测量通道；光学测量压缩片主体沿轴线的周向均匀设置有n个定位安装孔，n为不小于6的正整数；光学测量压缩片主体通过定位安装孔与外部叠片式电弧加热器连接；激光准直机构的一端伸入光学测量通道；激光准直机构的另一端通过外部O型密封圈和外部石英玻璃实现与外部光学元件连接。

在上述的一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，所述的圆盘状光学测量压缩片主体为紫铜材料。

在上述的一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，所述进水口和出水口均位于光学测量压缩片主体的轴向中部，且进水口和出水口轴线的连线经过光学测量压缩片主体的轴心。

在上述的一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，所述光学测量压缩片主体轴向设置有通孔；所述气管道的一端与光学测量压缩片主体的外部连通，另一端与所述通孔的内壁连通；所述光学测量通道的一端与光学测量压缩片主体的外部连通，另一端与所述通孔的内壁连通；气管道和光学测量通道均位于光学测量压缩片主体的轴向中部。

在上述的一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，所述的光学测量压缩片主体的轴向厚度为40～45mm。

在上述的一种用于叠片式电弧加热器的多光路光学测量压缩片，沿光学测量压缩片主体的轴向，分别设置两层冷却水道；两层冷却水道对称分布在进水口和出水口所在平面的两侧。