[發明專利]適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料及其數據處理方法

有效

• 申請號: 202110756629.9
• 申請日: 2021-07-05
• 公開（公告）號: CN113480901B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 趙榮奐;徐兆楠;陳通;李玉軍;尚金奎;衷洪杰;張雪;許東洋
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司沈陽空氣動力研究所
• 主分類號: C09D133/04
• 分類號: C09D133/04;C09D7/61;C09D7/63;C09D5/22;G01L11/02;G01L23/06;G01M9/06
• 代理公司: 哈爾濱市哈科專利事務所有限責任公司 23101
• 代理人: 吳振剛

本發明公開了一種適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料及其數據處理方法。涂料的配方如下：各組分質量體積比為，壓敏探針：參考探針：粘結劑：填料：溶劑＝100mg：4g：3g：3g：100ml。其中壓敏探針為PtTFPP(CAS:109781?47?7)；參考探針為(BaSr)₂SiO₄:Eu²⁺。該配方參考探針性質穩定，溫度敏感度線性度好，光降解弱；參考探針與壓敏探針的交叉干擾弱，同厚度下相比其他配方的涂層熒光強度更高。該數據處理方法為壓敏通道和參考通道熒光強度的補償冪次修正二次求比，對于該配方，補償系數為0.137，可修正溫度效應的影響。

技術領域

本發明屬于空氣動力學試驗領域，具體涉及一種適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料及其數據處理方法。

背景技術

壓力敏感涂料技術是一種非接觸式光學表面測壓技術，用于風洞試驗中模型表面壓力測量。壓力敏感涂料的原理是：具有氧猝滅效應的壓敏探針分子在一定波長的激發光照射下發出熒光，其熒光強度與壓敏探針分子周圍的氧含量即氣壓呈反比。壓力敏感涂料通常由壓敏探針、粘結劑、填料和溶劑組成。相比于傳統的在模型表面開測壓孔的接觸式表面測壓技術，壓力敏感涂料具有非接觸、高空間分辨率、易加工和低成本等優點。

由于壓敏探針分子也具有熱猝滅效應，即探針的熒光強度也與探針的溫度呈反比，因此在實際壓力測量中會出現模型溫度不均導致的測量誤差，稱為溫度效應，因此需要一種新型壓力敏感涂料來修正溫度效應。

發明內容

基于以上不足之處，本發明的目的是提供一種適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料，實現脈動壓力測量因溫度效應的影響導致的測量誤差的問題。

本發明所采用的技術方案：一種適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料，該配方按質量體積比為：壓敏探針∶參考探針∶粘結劑∶填料∶溶劑＝100mg∶4g∶3g∶3g∶100ml。

本發明還具有如下技術特征：

1、所述的壓敏探針為PtTFPP(CAS：109781-47-7)。

2、所述的參考探針為(BaSr)₂SiO₄:Eu²⁺。

3、所述的粘結劑為含氟丙烯酸樹脂；填料為TiO₂；溶劑為三氟甲苯。

本發明的另一目的是提供應用于如上所述的雙組分壓力敏感涂料的一種數據處理方法，該方法為壓敏通道和參考通道熒光強度的補償冪次修正二次求比，修正溫度效應的影響，具體公式為：

式中Irr為二次比，I_R和I_G分別為壓敏通道和參考通道的熒光強度，p和p₀分別為實驗和參考時的壓力，t和t₀分別為實驗和參考時的溫度，k_T為補償系數，k_T為0.137。

本發明的優點及有益效果：本發明性質穩定，溫度敏感度線性度好，光降解弱；參考探針與壓敏探針的交叉干擾弱，同厚度下相比其他配方的涂層熒光強度更高。本發明的原理是通過形成多孔結構擴大壓敏探針分子與氧分子的接觸面積從而提高涂料響應速度。添加溫度敏感系數與壓敏探針一致的參考探針，其激發波長與熒光探針一致，發射的熒光波長與壓敏探針具有區別，通過相機分別采集壓敏探針和參考探針的熒光并求比，可修正溫度效應的影響。

附圖說明

圖1為本發明的一種適用于脈動壓力測量的快響應雙組分壓力敏感涂料的結構示意圖。

圖2為本發明的風洞試驗及標定現場系統示意圖。