[發明專利]入射角可變多層式大氣湍流模擬裝置

有效

• 申請號: 201710449119.0
• 申請日: 2017-06-14
• 公開（公告）號: CN107101799B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 宋宏;樓利旋;張峰;司玉林;申屠溢醇
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M9/00
• 分類號: G01M9/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 邱啟旺

本發明公開了一種入射角可變多層式大氣湍流模擬裝置，包括用于構成多層湍流通道的下底板、上頂板和活動隔板，活動隔板可根據實驗需要在導軌上活動，用以維持活動隔板之間平行并測量長度參數的工型尺、產生熱風式湍流的送風模塊、測量內部湍流特性的傳感器模塊。本發明的送風模塊數量、活動隔板尺寸和位置可調整，且具有多個嵌套板，能夠適用于模擬更多分層式大氣湍流狀況，并能靈活調節光學窗口和激光束所成的夾角，且在調節的過程中，利用了平行四邊形原理使得激光束所通過的湍流部分的路程不變；本發明傳感器模塊安裝和移動方便，且裝置上帶有刻度尺，便于讀取長度。

技術領域

本發明涉及大氣湍流模擬裝置，尤其涉及一種入射角可變多層式大氣湍流模擬裝置。

背景技術

在大氣中進行激光傳輸的過程中，激光束除了受到大氣的吸收和散射外，還容易受到大氣湍流的影響。激光束可能發生閃爍、漂移、到達角起伏和波奇畸變等現象。而我們對大氣湍流的處理方法是假定在激光傳輸的路徑上湍流的統計特性是一致的。然而在實際情況下，當激光束在天頂角接近90度的情況下，在近地面傳輸時，由于大氣溫度受下墊面的影響十分明顯，激光束極有可能穿過多層不同溫度和風速的大氣湍流。而這種多層式的湍流又會對入射角不同的激光束產生不同的影響。激光在不同的風速和溫度湍流中受到不同程度的影響，而這些影響可能存在疊加或者抵消。而激光束在兩層湍流之間會發生折射，導致激光束的到達角起伏變化幅度增大。目前國內外的大氣湍流模擬裝置主要集中在通過不同的方式例如熱風式和受迫對流式來生成大氣湍流，或者是通過加入控制系統來更好地控制大氣湍流，但是目前還沒有用于模擬不同的入射角下激光在多層大氣湍流中傳輸的大氣湍流模擬裝置。

發明內容

為模擬不同入射角下激光在多層大氣湍流中的傳播情況，本發明提出了一種入射角可變多層式大氣湍流模擬裝置，具體技術方案如下：

一種入射角可變多層式大氣湍流模擬裝置，其包括下底板1、支柱2、上頂板3、活動隔板4、工型尺5、送風模塊6和傳感器模塊7，所述的支柱2的兩端分別與所述的下底板1和所述的上頂板3固定連接；多個所述的活動隔板4垂直夾設在所述的下底板1和所述的上頂板3之間，并與所述的下底板1和所述的上頂板3共同形成若干兩端開口的氣流管道，用于通過空氣湍流；所述的活動隔板4靠近所述下底板1的一面上有缺口，所述的工型尺5穿過所述的缺口并卡接在所述的下底板1上；所述的送風模塊6夾設在所述的活動隔板之間，并與控制器相連，所述的傳感器模塊7放置于所述的管道內部。

進一步的，所述的下底板1和所述的上頂板3對應位置均設置有凹槽，用于作為所述的活動隔板4的導軌；所述的下底板1上與所述的活動隔板4平行的側邊上印有刻度，用于顯示所述的工型尺5與所述的凹槽之間的距離。

更進一步的，所述的活動隔板4包括伸縮外板401、伸縮內板402、旋轉柱403、光學窗口板404和導氣尾板405，所述的伸縮外板401滑動地嵌套在所述的伸縮內板402上，從而可以通過改變板面的長度適應不同尺寸和不同位置的所述的送風模塊6，并將空氣湍流導入到平行的所述的活動隔板4之間；所述的旋轉柱403兩端嵌入到所述的下底板1和所述的上頂板3所述的凹槽中，所述的旋轉柱403可在所述的凹槽中滑動；所述的伸縮內板402與所述的光學窗口板404均連接在所述的旋轉柱403上，并可繞所述的旋轉柱403旋轉；所述的導氣尾板405與光學窗口板404鉸接連接，所述的缺口位于所述的導氣尾板405上，且靠近鉸接處；所述的工型尺5穿過所述導氣尾板405上的所述的缺口。

進一步的，所述的傳感器模塊7包括裝有蓄電池、單片機和藍牙模塊的主體部分701、固定于所述主體部分701上的吸盤702、溫度傳感器703和風速傳感器704，所述的吸盤(702)用于將所述的傳感器模塊7固定于所述的管道壁上，所述的傳感器模塊7實時監測所述的管道內部的風速和溫度，并且將信息通過所述的藍牙模塊實時傳遞到所述的控制器上。

進一步的，所述的工型尺5兩端的厚度大于中間段，從而使其有刻度的邊與所述的下底板1有刻度的邊線垂直，同時使所述的工型尺5能夠沿著邊線滑動。