[发明专利]用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置

说明书

本发明公开了一种用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置，包括同步器、PIV系统、PSP系统、动态采集系统，动态压力传感器。通过触发开关发出一个初始信号到BNC同步器，同步器同时激发出两个信号分别触发PIV系统对模型空间流场的测量以及PSP相机记录模型表面压力动态变化情况；同时，动态采集系统同步采集这两个信号，并且通过埋设在模型内部的动态压力传感器，记录模型表面的压力数据，用作PSP系统的压力参考值。本发明采用同步器串联了多种测量系统，实现了多个物理变量的同步测量，有效地解决了高超声速风洞试验中多个物理变量的时序对应问题，有效地提高了试验及数据处理的效率。

技术领域

本发明属于高超声速风洞模型试验设备技术领域，具体是一种用于同步测量高超声速风洞模型试验动态压力和空间流场的装置。

背景技术

对于高超声速风洞，一般通过上游高压气体吹冲作用及下游真空容器抽吸作用来产生高超声速气流(Ma≥5)。由于诸多技术方面的原因，试验所要求的稳定高超声速流场无法长时间维持，因此，在高超声速流场建立时，同步完成多个物理变量的测量，能有效地缩短试验周期，提高了试验效率，节省大量的人力、物力、财力。并且，多个物理变量的同步测量，能有效地解决高超声速风洞试验中多个物理变量的时序对应问题，极大提高数据处理的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置，该装置能够同时测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场，提升试验及数据处理效率，解决了多个物理变量的时序对应问题。

为实现上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

一种用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置，包括PIV（Particleimage velocimetry，粒子成像测速）系统、PSP（Pressure Sensitive Paint，压力敏感涂料）系统、动态压力传感器、同步器、动态采集系统；所述PIV系统包括PIV激光光源、CCD相机、粒子发生器、PIV片光光学组件以及数据处理工作站；所述PSP系统包括PSP激发光源、PSP采集相机、压力敏感涂料；所述压力敏感涂料喷涂在试验模型表面，所述动态压力传感器安装在试验模型内部；所述CCD相机、PSP采集相机和动态采集系统均与同步器连接。

进一步的，所述PSP激发光源、PSP采集相机均指向高速风洞驻室内的试验模型。

进一步的，所述PIV激光光源发射的光通过光学反射镜反射至PIV片光光学组件；高速风洞驻室侧壁开设有驻室纹影窗，所述CCD相机通过所述驻室纹影窗拍摄试验模型。

进一步的，所述PIV激光光源为双脉冲激光器。

进一步的，所述PSP激发光源为连续LED自发光紫光灯。

进一步的，所述PSP采集相机为高速相机。

进一步的，所述同步器为BNC（Bayonet Nut Connector，刺刀螺母连接器）同步器。

进一步的，所述PIV系统和所述PSP系统通过所述同步器同步触发，并通过所述动态采集系统采集触发信号。

本发明的用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置，工作原理如下：