[發(fā)明專利]一種電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111627979.1
• 申請(qǐng)日: 2021-12-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114324221A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾徽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): G01N21/33
• 分類號(hào): G01N21/33;G01N21/359;G01N21/3504;G01J3/28;B64G7/00
• 代理公司: 北京八月瓜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11543
• 代理人: 張兵

本發(fā)明提供了一種電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置，包括：電弧加熱器，用于產(chǎn)生熱電弧，將通入的冷態(tài)空氣介質(zhì)加熱成高溫氣流；噴管，設(shè)置在所述電弧加熱器出氣端用于將高溫氣流膨脹加速形成高溫、超聲速氣流；輻射測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)量高溫、超聲速氣流產(chǎn)生的高溫氣體輻射不同波段的輻射強(qiáng)度，本發(fā)明通過(guò)設(shè)置輻射測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量高溫、超聲速氣流產(chǎn)生的高溫氣體產(chǎn)生的激波波前和激波波后的輻射強(qiáng)度，對(duì)于開(kāi)展紅外目標(biāo)識(shí)別、高溫輻射特性研究具有重要作用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置。

背景技術(shù)

高超聲速飛行器再入大氣過(guò)程中，飛行器與空氣介質(zhì)相互作用產(chǎn)生劇烈的熱力學(xué)、光學(xué)物理現(xiàn)象，高速再入產(chǎn)生的高溫氣體輻射是進(jìn)行目標(biāo)特性探測(cè)、識(shí)別和高溫輻射特性和高溫物理模型研究的重中之重，地面試驗(yàn)常利用電弧加熱設(shè)備、激波風(fēng)洞、膨脹管等試驗(yàn)設(shè)備開(kāi)展對(duì)于高速飛行器再入過(guò)程的模擬，其中大功率電弧風(fēng)洞可以開(kāi)展對(duì)高超聲速飛行器熱結(jié)構(gòu)及熱防護(hù)材料飛行彈道的長(zhǎng)時(shí)間模擬，開(kāi)展對(duì)飛行器再入過(guò)程氣動(dòng)加熱和光輻射特性的研究，但目前缺乏對(duì)電弧加熱試驗(yàn)過(guò)程中氣體輻射的研究，特別是對(duì)高溫氣體輻射的激波波前和激波波后的輻射強(qiáng)度定量測(cè)量非常欠缺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置，該電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置能夠解決上述問(wèn)題；

本發(fā)明提供一種電弧加熱試驗(yàn)絕對(duì)輻射強(qiáng)度測(cè)量裝置，包括：

電弧加熱器，用于產(chǎn)生熱電弧，將通入的冷態(tài)空氣介質(zhì)加熱成高溫氣流；

噴管，設(shè)置在所述電弧加熱器出氣端用于將高溫氣流膨脹加速形成高溫、超聲速氣流；

輻射測(cè)試系統(tǒng)，用于測(cè)量高溫、超聲速氣流產(chǎn)生的激波的波前和波后的輻射強(qiáng)度。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述輻射測(cè)試系統(tǒng)包括輻射測(cè)試件、第一測(cè)試機(jī)構(gòu)和第二測(cè)試機(jī)構(gòu)，高溫、超聲速氣流與所述輻射測(cè)試件相互作用并產(chǎn)生激波，所述第一測(cè)試機(jī)構(gòu)用于測(cè)試激波波后的輻射強(qiáng)度，所述第二測(cè)試機(jī)構(gòu)用于測(cè)試激波波前的輻射強(qiáng)度，所述第一測(cè)試機(jī)構(gòu)和第二測(cè)試機(jī)構(gòu)均與數(shù)據(jù)采集終端連接。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述輻射測(cè)試件上設(shè)有供高溫氣體輻射進(jìn)入的光學(xué)窗口。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述輻射測(cè)試件為球錐結(jié)構(gòu)，所述光學(xué)窗口設(shè)置在球錐結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)，所述光學(xué)窗口的半錐角為1.5°-3°。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一測(cè)試機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在所述輻射測(cè)試件內(nèi)的第一光學(xué)處理機(jī)構(gòu)和通過(guò)第一光纖與所述第一光學(xué)處理機(jī)構(gòu)連接的第一光譜儀，所述第一光譜儀與所述數(shù)據(jù)采集終端連接。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一光學(xué)處理機(jī)構(gòu)包括距離所述光學(xué)窗口由近至遠(yuǎn)依次間隔設(shè)置的第一濾光片和第一透鏡。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第一透鏡通過(guò)位移調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)調(diào)節(jié)與所述第一濾光片之間的距離。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第二測(cè)試機(jī)構(gòu)包括第二光學(xué)處理機(jī)構(gòu)和通過(guò)第二光纖與所述第二光學(xué)處理機(jī)構(gòu)連接的第二光譜儀，所述第二光譜儀與所述數(shù)據(jù)采集終端連接。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述第二光學(xué)處理機(jī)構(gòu)包括距離所述光學(xué)窗口由近至遠(yuǎn)依次間隔設(shè)置的第一狹縫、第二透鏡、第二狹縫、第二濾光片和第三透鏡，所述第一狹縫的開(kāi)孔直徑大于所述第二狹縫的開(kāi)孔直徑，所述第二透鏡為長(zhǎng)焦透鏡，焦距為1-3m，所述第三透鏡為短焦透鏡，焦距為10-50mm。

在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述輻射測(cè)試件設(shè)置在試驗(yàn)艙內(nèi)，所述試驗(yàn)艙上連接有抽真空裝置。

本發(fā)明的技術(shù)方案通過(guò)設(shè)置輻射測(cè)試系統(tǒng)，測(cè)量高溫、超聲速氣流產(chǎn)生的高溫氣體產(chǎn)生的激波波前和激波波后的輻射強(qiáng)度，對(duì)于開(kāi)展紅外目標(biāo)識(shí)別、高溫輻射特性研究具有重要作用。

附圖說(shuō)明