[發明專利]駐波管型光學壓力敏感涂料動態壓力校準艙

有效

• 申請號: 201710021981.1
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN106872100B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 高麗敏;楊冠華;李瑞宇;鄭天龍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種動態壓力校準裝置，利用駐波理論構造周期動態變化壓力場，主要用于光學壓力敏感涂料的動態壓力校準，也可用于其它與壓力變化相關的周期型動態校準，對國內動態頻響特性校準提供了新方案。本發明基于駐波疊加和駐波共振原理，設計了三段式動態校準艙結構，便于根據不同實驗條件進行拆卸更換。校準艙加工材料為有機玻璃，側壁為平面，減少了光學散射，提高光學測量精度。為減少截面變化產生的損失，本發明設計了截面連續變化的過渡結構。同時為保證校準結果準確，用于參考的壓力傳感器探頭與PSP校準片保持同一平面，且與平面壓力波的波面平行相對。該校準艙不僅結構簡單、便于加工、抗干擾能力強，而且可以有效降低實驗成本。

技術領域

本發明涉及一種動態壓力校準裝置，利用聲駐波理論構造周期動態變化壓力場，主要用于光學壓力敏感涂料的動態壓力校準，也可用于其它與壓力變化相關的周期型動態校準。

背景技術

目前最新的光學測壓技術——光學壓力敏感涂料(Pressure sensitive paint，PSP)測壓，由于其具有測壓過程對流場無干擾、實驗成本低、可全域測量等優勢受到廣大實驗工作者的青睞。利用該技術對動態壓力進行非定常測量前，除需對所用涂料進行靜態校準，獲取光信號與壓力之間的函數對應關系外，還需要對涂料進行動態校準，獲取該涂料的時間響應特性和頻率響應特性。

動態校準艙是對涂料進行動態校準實驗的裝置，分為兩種基本類型：非周期型和周期型。非周期型產生階躍壓力或者脈沖壓力，通過比較一次壓力突變中PSP涂料發光信號與壓力變化的速度可獲取涂料的時間響應特性；周期型產生正弦或者其他類型頻率可調的周期變化壓力，通過比較光信號相對壓力信號的幅值增益及相位落后可獲取涂料的頻率響應特性。目前應用于光學壓力敏感涂料的周期型校準裝置有振蕩射流器和變容積壓力校準艙，例如專利號為CN1279756A(振蕩射流)、CN102135122A(變頻射流振蕩器)等都是射流振蕩類的，還有Yves Le Sant等人在文章“Unsteady pressure measurementinstrumentation using anodized-aluminium PSP applied in a transonic windtunnel”(Measurements Science and Technology,2004,2349:2360)以及專利號為CN104316262A中所闡述的變容積式壓力校準艙。但振蕩射流器一般在開放空間內進行校準，對于像光學壓敏涂料這種測壓方式，會受到外界很多因素的干擾，如光及噪音等，由此造成校準精度下降；變容積式壓力校準艙可以產生的壓力變化頻率小且波形易失真，導致校準測量時信噪比過小而使得測量不精確。

由于PSP涂料測壓過程是基于光致發光和氧猝滅原理，也就是說，測量過程中需要設計光路給予紫外線光照，通過采集被激發光的光信號換算壓力值，而現有用于傳感器校準的普通動態壓力校準艙為光學封閉性結構，無法完成PSP涂料的動態校準。目前國內在對應用于PSP涂料的動態壓力校準方面，尤其是獲取PSP涂料頻響特性的周期性動態壓力校準的研究還有較大空白。

發明內容

針對現有技術的不足，為填補這方面的研究的空白，本發明提供一種結構簡單、加工成本低、使用性強、抗干擾能力強的新型動態壓力校準艙。校準艙滿足壓力敏感涂料對校準實驗設備的需求，可作為周期型校準設備，對PSP涂料的頻率響應特性進行較高精度動態校準，此外也可用于其他壓力測量手段的動態校準。