[发明专利]一种推进剂装药排气羽流流速测量装置

摘要

本发明公开了一种推进剂装药排气羽流流速测量装置，解决了现有的激光多普勒测速仪和粒子图像测速仪仅能测量流体中粒子速度，依赖示踪粒子和不能精确表征流体流速的问题。本发明包括可调谐半导体激光器、激光器控制系统、光学系统以及数据采集和处理单元。本发明能够实现高精度和宽测速范围(0～3000m/s)内固体、液体、胶体和膏体推进剂装药排气羽流流速测量。本发明适用于不同种类推进剂在发动机中燃烧时产生的排气羽流流速测量，对于推进剂成分的优化、推进剂装药设计以及发动机的设计具有重要的意义。

主权项

一种推进剂装药排气羽流流速测量装置，其特征在于包括可调谐半导体激光器(5)、光学系统、激光器控制系统、数据采集和处理单元(7)：所述可调谐半导体激光器(5)所发射的激光波长随调谐电流改变；所述光学系统包括激光分束器(4)、收发光机(9)、探测器(8)、流速标定模块(6)、测量工装(10)和光纤(12)；激光分束器(4)将可调谐半导体激光器(5)产生的激光分为相同的三束；收发光机(9)包括激光发射探头、激光发射光机、激光接收光机，激光发射探头和激光发射光机使激光穿过排气羽流，到达激光接收光机；探测器(8)将激光接收光机处的激光信号转变为电信号；流速标定模块(6)通过干涉给出激光器(5)出光频率随时间的变化规律；测量工装(10)为其它光学模块提供安装平台；光纤(12)作为激光传输的通道；所述激光器控制系统由信号发生器、电流控制模块和激光器温度控制模块组成；信号发生器产生类锯齿波信号，电流控制模块依据该信号向可调谐半导体激光器(5)供给类锯齿波形状变化的调谐电流；激光器温度控制模块用于将半导体激光器的温度稳定在其最佳工作温度范围内；所述数据采集和处理单元包括测量模块、数据处理模块和数据管理模块；用于采集数据并实时计算出排气羽流的流速，绘制出羽流流速的变化曲线并保存相关数据。