[實用新型]脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置

有效

• 申請號: 201420729240.0
• 申請日: 2014-11-28
• 公開（公告）號: CN204241378U
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 趙民;尚金奎;衷洪杰;王鵬;趙榮奐;宋孝宇
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: G01N21/64
• 分類號: G01N21/64
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本實用新型涉及一種脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置。

背景技術：

溫度敏感涂料技術是20世紀80年代基于發光分子（溫敏涂料中的活性成分）的熱猝滅現象發展起來的一項先進的溫度測量技術，通過測量發光分子受到激勵光源激發而發射出的熒光的強度或壽命來獲得溫度。溫敏涂料技術具有非接觸、空間分辨率高、試驗周期短、經濟效益顯著等優點，在國內外受到了廣泛的關注和應用，發展十分迅速。

溫敏涂料是溫度敏感涂料技術的物質載體，起到溫度傳感器的作用。溫敏涂料的性能直接關系到其適用范圍和測量數據的精準度，具體性能指標包括吸收光譜、發射光譜、光降解率、溫度靈敏度特性、適用的溫度范圍、響應時間特性等。

在溫敏涂料的性能指標中，響應時間特性決定了溫敏涂料能否快速地響應溫度變化，以及適用溫度測量的試驗類型（穩態溫度場測量和非穩態溫度場測量），是溫敏涂料一個非常重要的性能指標。由于在非穩態溫度場測量試驗中，模型表面存在快速的溫度變化，所以需要溫敏涂料具有非常短的響應時間，才能很好地再現溫度變化過程，而穩態溫度場測量不需要溫敏涂料具有快速響應的特性。

發明內容：

本實用新型的目的是提供一種脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置，其組成包括：試驗樣片、連續激光器、脈沖激光器、光電倍增管、數據采集系統，所述的試驗樣片設置在脈沖激光器激光出射口的正前方，所述的試驗樣片背向脈沖激光器的一面噴涂溫敏涂層，所述的試驗樣片在噴涂有溫敏涂料層的一側設置連續激光器和光電倍增管，所述的光電倍增管與數據采集系統連接。

所述的脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置，所述試驗樣片為10-20μm厚的鋼薄膜。

本實用新型的有益效果：

1.本實用新型連續激光器對試驗樣片噴涂有溫敏涂料的一面進行持續照射，激發溫敏涂料發射出熒光；利用脈沖激光器發射的高能量脈沖激光照射在試驗樣片沒有溫敏涂料的一面使試驗樣片表面受到連續激光器照射的光斑位置產生階梯式的溫度變化；光電倍增管實時檢測溫敏涂料光致發光強度；通過處理分析數據采集系統接收到的光電倍增管數據，獲得溫敏涂料的響應時間，被測溫敏涂料的響應時間為光電倍增管檢測到熒光強度開始發生變化的時刻，到熒光強度變化90%的時刻之間的時間。

附圖說明：

圖1是本實用新型的結構示意圖。

具體實施方式：

實施例1：

一種脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置，其組成包括：試驗樣片2、連續激光器5、脈沖激光器1、光電倍增管3、數據采集系統4，所述的試驗樣片設置在脈沖激光器激光出射口的正前方，所述的試驗樣片背向脈沖激光器的一面噴涂溫敏涂層6，所述的試驗樣片在噴涂有溫敏涂料層的一側設置連續激光器和光電倍增管，所述的光電倍增管與數據采集系統連接。

實施例2：

根據實施例1所述的脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置，所述試驗樣片為10-20μm厚的鋼薄膜。

實施例3：

根據實施例1或2所述的脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量裝置，脈沖激光加熱法溫敏涂料響應時間測量，包括的步驟如下：

1、清潔試驗樣片表面，選取一面噴涂被測溫敏涂料；

2、將試驗樣片固定在脈沖激光器激光出射口正前方，并將沒有溫敏涂料的一面朝向脈沖激光器激光出射口；

3、打開連續激光器，調節激光器位置，使連續激光器的出射激光和脈沖激光器3的出射激光在試驗樣片上交匯于一點；

4、將光電倍增管的感光面對準試驗樣片上連續激光器照射的光斑，打開光電倍增管；

5、打開脈沖激光器，使脈沖激光器射出一束高能量脈沖激光，試驗樣片1表面受脈沖激光照射的光斑處將產生一個溫度階躍，熱量透過鋼薄膜瞬間傳遞至另一側，另一側的溫敏涂料受連續激光器激發而發射出的熒光亮度由于溫度階躍而發生變化，光電倍增管將熒光信號輸出至數據采集系統；

6、處理分析數據采集系統獲取的光電倍增管數據，確定被測溫敏涂料的響應時間。