[實用新型]一種臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201621102748.3
• 申請日: 2016-10-08
• 公開（公告）號: CN206331707U
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙煙橋;于博洋
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱理工大學(xué)
• 主分類號: G09B23/22
• 分類號: G09B23/22;G09B23/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

一種臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置屬于氣動光學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

飛行器在大氣層中高速飛行時，由于其光學(xué)頭罩與自由來流之間產(chǎn)生真實氣體效應(yīng)、激波誘導(dǎo)邊界層分離、無粘流與邊界層的相互干擾等，從而產(chǎn)生因氣流密度變化、溫度變化、組成成分變化及氣體分子電離等引起的復(fù)雜流場，這對紅外成像探測系統(tǒng)造成熱、熱輻射和圖像傳輸干擾，引起目標偏移、抖動、模糊，這種效應(yīng)稱為氣動光學(xué)效應(yīng)。

氣動光學(xué)效應(yīng)給紅外成像末制導(dǎo)帶來不利影響，使導(dǎo)引頭對目標的探測、跟蹤與識別能力下降，進而影響末制導(dǎo)精度。由于流場密度變化，改變了在其中傳播的光線的原來路徑，產(chǎn)生偏折和相位變化，致使成像平面上造成圖像的偏移，模糊，抖動以及能量損失。如果能夠探索氣動光學(xué)退化機理，就能夠校正氣動光學(xué)退化圖像，減少像差，提高光學(xué)成像質(zhì)量。可見，探索氣動光學(xué)退化機理是改善圖像質(zhì)量的關(guān)鍵步驟。

探索氣動光學(xué)退化機理，需要模擬氣動光學(xué)效應(yīng)。目前，很多氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置都是光學(xué)模擬裝置，例如申請?zhí)枮?01410456264.8的發(fā)明專利《基于失真圖像的氣動光學(xué)效應(yīng)模擬器》，以及算法模擬，例如申請?zhí)枮?01310193486.0的發(fā)明專利《一種模擬氣動光學(xué)效應(yīng)的方法和系統(tǒng)》，這些模擬裝置或方法都沒有直接生成產(chǎn)生氣動光學(xué)效應(yīng)的氣流，因此屬于間接模擬，而不屬于直接模擬，因此距離實際的氣動光學(xué)效應(yīng)還有區(qū)別。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，該模擬裝置利用冷熱氣體形成強烈對流的特性，并借助氣泵的幫助，直接生成產(chǎn)生氣動光學(xué)效應(yīng)的氣流，實現(xiàn)氣動光學(xué)效應(yīng)直接模擬的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的：

一種臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，包括水平依次設(shè)置的黑體和罐體，黑體的開口與罐體的開口相對，黑體與罐體通過連接結(jié)構(gòu)連接；

所述的黑體從內(nèi)到外依次包括陶瓷層，中間層，冷卻層和外殼；所述中間層中間設(shè)置有電阻絲，內(nèi)壁設(shè)置有溫度傳感器，所述冷卻層充水；

所述罐體頂部設(shè)置有開口，開口上設(shè)置有蓋；

在黑體內(nèi)部還設(shè)置有第一氣泵，連接第一氣泵的第一氣道，所述第一氣道深入到連接結(jié)構(gòu)中，第一氣道在連接結(jié)構(gòu)中的部分頂端設(shè)置有多個開孔；開孔的直徑與開孔中心到第一氣泵的距離成正比；

在罐體內(nèi)部還設(shè)置有第二氣泵，連接第二氣泵的第二氣道，所述第二氣道深入到連接結(jié)構(gòu)中，第二氣道在連接結(jié)構(gòu)中的部分底端設(shè)置有多個開孔；開孔的直徑與開孔中心到第一氣泵的距離成正比；

在連接結(jié)構(gòu)中，第二氣道位于第一氣道上方，第二氣道的開孔與第一氣道的開孔上下相對。

上述臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，還包括水箱和水泵，所述冷卻層頂部和底部各有一個出口，水泵將水箱中的水泵入冷卻層底部出口，水從冷卻層頂部出口流回水箱。

上述臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，所述蓋為爐圈結(jié)構(gòu)，包括多個直徑不同、依次相套、截面為階梯結(jié)構(gòu)的環(huán)形圈。

上述臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，所述罐體為伸縮結(jié)構(gòu)。

以上臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置，還包括光學(xué)成像系統(tǒng)，所述光學(xué)成像系統(tǒng)包括光源，針孔，準直透鏡，光柵，物鏡和圖像傳感器；光源發(fā)出的光束，經(jīng)過針孔形成點光源，再經(jīng)過準直透鏡準直后形成平行光束，照亮光柵，所述光柵與圖像傳感器分別設(shè)置在物鏡的物方和像方；其中，光源，針孔，準直透鏡和光柵設(shè)置在黑體內(nèi)部，圖像傳感器設(shè)置在罐體內(nèi)部，物鏡設(shè)置在黑體內(nèi)部或罐體內(nèi)部。

所述光柵能夠在其所在平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)90度。

有益效果：

第一、由于采用黑體與罐體開口相對的方式設(shè)置，因此能夠利用冷熱氣體形成強烈對流的特性，直接生成產(chǎn)生氣動光學(xué)效應(yīng)的氣流，實現(xiàn)氣動光學(xué)效應(yīng)直接模擬的目的；

第二、由于在連接結(jié)構(gòu)中還具有相對設(shè)置的第一氣道和第二氣道，且第二氣道的開孔與第一氣道的開孔上下相對，因此在第一氣道和第二氣道之間，還能夠形成強烈對流，與黑體與罐體產(chǎn)生的氣流相疊加，進一步提高氣動光學(xué)效應(yīng)模擬效果，有利于儀器小型化；

第三、第二氣道開孔的直徑與開孔中心到第一氣泵的距離成正比，第二氣道開孔的直徑與開孔中心到第一氣泵的距離成正比，因此每個開孔處產(chǎn)生的氣流會比較均勻，避免某個開孔處氣流過大或過小，造成模擬失真的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明臥式氣動光學(xué)效應(yīng)模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是黑體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是具體實施例二中黑體的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。