[發(fā)明專利]一種基于低回?fù)p半懸置式Asay膜探針的噴射物質(zhì)測量方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110039758.6
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112858713B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 莫俊杰;羅振雄;陳浩玉;張紹龍;陳永濤;謝明強(qiáng);任國武;張崇玉;洪仁楷;馮姬
• 申請（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院流體物理研究所
• 主分類號: G01P3/36
• 分類號: G01P3/36
• 代理公司: 成都四合天行知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51274
• 代理人: 郭受剛

本發(fā)明公開了一種基于低回?fù)p半懸置式Asay膜探針的噴射物質(zhì)測量方法，S1：兩臺激光器，高隔離度環(huán)形器和低回?fù)p半懸置式Asay膜探針；S2：第一激光器發(fā)出的探測光由高隔離度環(huán)形器出射后通過低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后匯聚在測試膜片上并被膜片反射，反射光部分沿原路返回至低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器，被低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器接收，傳至光纖耦合器；S3：第一激光器的探測光和第二激光器的激光進(jìn)入光纖耦合器與第一激光器的激光形成干涉光，用光電探測器將干涉光的光信號轉(zhuǎn)換成電信號；S4：用噴射物質(zhì)撞擊測試膜片，形成并記錄外差干涉信號；S5：得到膜片運(yùn)動速度，完成測速；通過優(yōu)化Asay膜探針的探測過程，利用光的干涉對膜片運(yùn)動速度進(jìn)行精確的測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高壓加載下瞬態(tài)光電測試領(lǐng)域，具體是一種基于低回?fù)p半懸置式Asay膜探針的噴射物質(zhì)測量方法。

背景技術(shù)

噴射物質(zhì)是一種在高壓加載下金屬飛片被熔化形成的表面噴射射流。由于噴射現(xiàn)象對金屬飛片的物質(zhì)狀態(tài)造成改變，可能影響金屬飛片力學(xué)響應(yīng)行為，且噴射物質(zhì)還可能與后繼界面混合，增強(qiáng)界面不穩(wěn)定性。因此，在爆轟、激光、電磁等不同動高壓加載條件下產(chǎn)生的噴射現(xiàn)象研究已成為國內(nèi)外沖擊動力學(xué)研究的熱點。

噴射物質(zhì)研究的瓶頸主要在測試技術(shù)方面，噴射物質(zhì)的測試診斷技術(shù)，國內(nèi)外相關(guān)研究主要包括照相法和嵌入式傳感器法兩大類。照相法可以二維圖像的形式獲取特定時刻的噴射物質(zhì)空間分布圖像，是噴射物質(zhì)研究的重要診斷技術(shù)之一，但照相法受光學(xué)穿透能力和非連續(xù)測試特性的限制，對噴射物質(zhì)的動態(tài)演化過程刻畫不足，極大地降低了其適用范圍。嵌入式傳感器是將傳感器深入被測物質(zhì)內(nèi)部直接感知內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)的測試方法，針對噴射物質(zhì)的主要測試方法為Asay膜，具體是指將Asay膜探頭嵌入噴射物質(zhì)內(nèi)部，對撞擊探針底部Asay膜的噴射粒子速度歷程使用激光干涉測速儀進(jìn)行連續(xù)測量的嵌入式測試診斷方法。

但是目前使用的Asay膜也存在種種弊端，比如為了實現(xiàn)膜片的自由狀態(tài)而導(dǎo)致膜片未被固定，在某些姿態(tài)中使用或者受震動等工程因素影響，膜片發(fā)生移動、掉落進(jìn)而導(dǎo)致信號丟失的現(xiàn)象時有發(fā)生；另外，由于常規(guī)的Asay膜使用常規(guī)光纖多普勒探針作為末端傳感器來探測膜片回光，而常規(guī)光纖多普勒探針具有相對較高的回光，且測試系統(tǒng)中采用常規(guī)環(huán)形器也可能具有相對較高的回光，進(jìn)而導(dǎo)致測試結(jié)果中存在較強(qiáng)的基準(zhǔn)頻率信號，該信號在基準(zhǔn)頻率附近具有一定寬度，可能會導(dǎo)致Asay膜的一部分低速響應(yīng)信號被淹沒。鑒于Asay膜存在的以上不足，急需發(fā)展出一種能夠?qū)崿F(xiàn)靜態(tài)時保持固定、動態(tài)時近似自由狀態(tài)，并且能夠診斷低密度噴射物質(zhì)，即能有效響應(yīng)超低速信號的Asay膜探針，并采用這種探針對噴射物質(zhì)進(jìn)行測量，而如何才能有效的使用探針進(jìn)行測量便成為高壓加載下瞬態(tài)光電測試領(lǐng)域亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)在使用Asay膜探針時發(fā)生傾斜、翻轉(zhuǎn)或者受震動時膜片位置會發(fā)生位移和偏轉(zhuǎn)，進(jìn)而導(dǎo)致Asay膜探針失效的不足，提供了一種基于低回?fù)p半懸置式Asay膜探針的噴射物質(zhì)測量方法，通過優(yōu)化Asay膜探針的性能和探測過程，利用激光多普勒干涉原理對膜片運(yùn)動速度進(jìn)行精確的測量。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種基于低回?fù)p半懸置式Asay膜探針的噴射物質(zhì)測量方法，包括以下步驟：

S1：準(zhǔn)備兩臺激光器，以其為第一激光器和第二激光器，所述第二激光器的激光波長大于第一激光器，并準(zhǔn)備好合格的高隔離度環(huán)形器和低回?fù)p半懸置式Asay膜探針，低回?fù)p半懸置式Asay膜探針內(nèi)設(shè)有低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器；

S2：將第一激光器與高隔離度環(huán)形器的port1端口連接，第一激光器發(fā)出的探測光由高隔離度環(huán)形器的port1端口進(jìn)入、port2端口出射后通過低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器準(zhǔn)直后匯聚在測試膜片上并被膜片反射，反射光部分沿原路返回至低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器，被低回?fù)p光纖準(zhǔn)直器接收，經(jīng)高隔離度環(huán)形器port2端口進(jìn)入、port3端口輸出并傳至光纖耦合器；