[實用新型]壓力敏感涂料校準裝置及校準系統

有效

• 申請號: 201820720215.4
• 申請日: 2018-05-15
• 公開（公告）號: CN208270147U
• 公開（公告）日: 2018-12-21
• 發明（設計）人: 吳靖;田愛琴;郭志成;李樹海
• 申請（專利權）人: 中車青島四方機車車輛股份有限公司
• 主分類號: G01L27/00
• 分類號: G01L27/00;G01L11/02
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本實用新型涉及壓力敏感涂料校準領域，公開了一種壓力敏感涂料校準裝置及校準系統，校準系統包括激發光源、光電倍增管、溫度控制器、信號發生器、數據采集器以及如上述所述的壓力敏感涂料校準裝置；激發光源用于對所述PSP試片進行照射，通過光電倍增管接收PSP試片發射的光；溫度控制器與PSP試片以及溫控片連接，通過溫度控制器調節PSP試片溫度；信號發生器用于產生特定頻率的周期信號，該周期信號經功率放大器放大后傳輸給揚聲器，揚聲器產生壓力波動；數據采集器同步采集所述信號發生器、光電倍增管和壓力傳感器的信號，并傳輸給計算機進行處理。本實用新型能夠同時實現非穩態和穩態校準，可在不同背景氣體環境下進行校準。

技術領域

本實用新型涉及壓力敏感涂料校準技術領域，特別是涉及一種壓力敏感涂料校準裝置及校準系統。

背景技術

壓力敏感涂料(Pressure-sensitive paint，PSP)技術是一種先進的氣動力光學測量技術，相比于傳統的基于測壓孔的測量方法，PSP可以提供非接觸式的全場壓力數據，不影響流場，具有測量分辨率高、成本低的優點。PSP已廣泛應用于航空航天領域的各種風動試驗中。

PSP測壓技術是基于涂料的光致發光和氧猝滅的原理，通過在模型表面涂覆包含特殊發光分子的涂料，使用一定波長的激發光源照射涂料，涂料中的發光分子吸收激發光子的能量后，由基態躍遷至激發態。處于激發態的發光分子可以通過輻射光子的方式回到基態，稱為“發光”；也可以通過與系統內的其它分子發生相互作用和能量交換而回到基態，稱為“猝滅”。空氣中的氧氣是一種有效的猝滅物，當PSP中的氧氣分子濃度越高，猝滅效應越明顯，PSP的發光強度則越低。而PSP中的氧氣分子濃度與其表面的氧氣壓力成正比，因此，PSP的發光強度隨表面氧氣壓力的升高而降低。試驗時即可通過測量PSP的光強分布換算得到模型表面的氣壓分布。

使用PSP進行空氣動力學試驗前，需要對涂料發光強度和表面壓力的關系進行校準，校準分為穩態校準和非穩態校準。穩態校準是在壓力穩定的狀態下獲取不同溫度和壓力時PSP的發光強度，從而獲得不同溫度下的光強-壓力曲線，主要用于穩態空氣動力學試驗。非穩態校準一般是通過產生不同頻率的周期壓力信號，獲得PSP在不同頻率壓力波動下的衰減和相位差；由于許多空氣動力學現象是非穩態的，而非穩態信號可以通過傅里葉變換轉換為頻域信號進行分析，因此PSP的非穩態校準越來越受到重視。

目前國內對PSP的研究和應用較少，還處于起步階段，涉及到的校準裝置相關專利也較少；一般校準裝置在周期壓力信號校準時無法滿足PSP試片表面壓力處處相等的條件(平面波條件)，因此校準精度不高或無法實現周期壓力信號校準，且不具備穩態校準的功能。

實用新型內容

(一)要解決的技術問題

本實用新型旨在至少解決現有技術或相關技術中存在的技術問題之一。

本實用新型的目的是提供一種壓力敏感涂料校準裝置及校準系統，可同時實現非穩態和穩態校準，可在不同背景氣體環境下進行校準，具有結構簡單、適用性廣、成本低的特點。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本實用新型提供一種壓力敏感涂料校準裝置，其包括駐波管、信號艙和校準艙，所述信號艙和校準艙分別可拆卸地連接在所述駐波管的兩端，所述駐波管與所述信號艙連通，且與所述校準艙密閉連接；

所述信號艙包括信號艙基座和密封連接在所述信號艙敞口端的信號艙蓋板，所述信號艙基座的空腔內設有與所述信號艙蓋板連接的揚聲器，所述揚聲器的振動面與所述信號艙蓋板之間留有調整間距，所述信號艙基座的后端設有電源接頭以及連通外部的氣源氣嘴，所述揚聲器通過電源線連接所述電源接頭；