[发明专利]一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置

说明书

一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，涉及石英灯热辐射试验技术领域；包括刚性支撑架、第一交流同步伺服电机机械手、第二交流同步伺服电机机械手、第三交流同步伺服电机机械手、戈登热流计；第一交流同步伺服电机机械手固定安装在刚性支撑架的上表面；第二交流同步伺服电机机械手固定安装在第一交流同步伺服电机机械手的上表面；第三交流同步伺服电机机械手竖直固定安装在第二交流同步伺服电机机械手的上表面；戈登热流计固定安装在第三交流同步伺服电机机械手的上部；本发明实现获取石英灯加热器辐射热场内每一个点的热流密度，从而解决了现有辐射热场内热流密度获取误差较大的问题。

技术领域

本发明涉及一种石英灯热辐射试验技术领域，特别是一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置。

背景技术

石英灯加热器作为当前国内外热环境模拟、热强度试验系统中应用最广泛的加热设备，具有加热成本低、热惯性小、加热时间长、功率大和热效率高等特点，特别适用于长时间在/变轨飞行器防/隔热系统的地面等效气动热环境模拟试验。随着各类石英灯红外辐射加热试验项目的不断发展，高温红外辐射热环境分析与预测技术已成为地面防/隔热试验研究的重要方向。

石英灯加热器中水冷反光板面积、水冷反光板与灯阵间距离、热源疏密程度、热源阵列与材料受热面间距等因素对辐射热场中试件材料受热表面峰值热流密度和热流密度分布均匀性有不同程度的影响，从试验角度看，石英灯加热器在相同工况下工作时对同一规格材料试件受热面产生的峰值热流密度越高，且热流密度分布均匀性越好则加热器性能越优。为了更准确地分析加热器工作时的辐射热环境，必须对不同规格加热器典型工况下的辐射热流密度分布均匀性进行准确测量。

目前针对石英灯加热器辐射热流密度分布均匀性测量的方法为数值仿真和分区域离散测量的方法，然而数值仿真方法由于是模拟现实场景得到的数据，因此得到的数据与真实场景下得到的数据误差较大；分区域离散测量的方法由于只能获取离散点的热流密度，并由离散点的热流密度推断辐射热场内其他点的热流密度，因此误差也较大。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，实现获取石英灯加热器辐射热场内每一个点的热流密度，从而解决了现有辐射热场内热流密度获取误差较大的问题。

本发明的上述目的是通过如下技术方案予以实现的：

一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，包括刚性支撑架、第一交流同步伺服电机机械手、第二交流同步伺服电机机械手、第三交流同步伺服电机机械手、戈登热流计、伺服驱动控制器；其中，刚性支撑架为矩形架体结构；第一交流同步伺服电机机械手固定安装在刚性支撑架的上表面；第二交流同步伺服电机机械手固定安装在第一交流同步伺服电机机械手的上表面；第三交流同步伺服电机机械手为竖直杆状结构；第三交流同步伺服电机机械手竖直固定安装在第二交流同步伺服电机机械手的上表面；戈登热流计固定安装在第三交流同步伺服电机机械手的上部；伺服驱动控制器固定安装在刚性支撑架的内部底面。

在上述的一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，所述的第一交流同步伺服电机机械手实现在刚性支撑架的上表面左右水平往复运动；第二交流同步伺服电机机械手实现在第一交流同步伺服电机机械手的上表面前后水平往复运动；戈登热流计套装在第三交流同步伺服电机机械手的外壁，实现戈登热流计沿第三交流同步伺服电机机械手竖直上下运动。

在上述的一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，所述装置还包括刚性隔热瓦；刚性隔热瓦为平板状结构，水平设置在第二交流同步伺服电机机械手的上方；且第三交流同步伺服电机机械手从中部穿过刚性隔热瓦；第三交流同步伺服电机机械手安装戈登热流计的背面侧壁，固定安装有刚性隔热瓦。

在上述的一种石英灯加热器辐射热场热流分布均匀性测试装置，所述刚性隔热瓦的导热系数小于或等于0.3W/m·K。