[發明專利]一種基于正弦壓力的動態壓敏漆校準裝置及校準方法

在審

• 申請號: 202310137270.6
• 申請日: 2023-02-20
• 公開（公告）號: CN116242530A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 李峰;史博;陳曉松
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司北京長城計量測試技術研究所
• 主分類號: G01L25/00
• 分類號: G01L25/00
• 代理公司: 北京正陽理工知識產權代理事務所(普通合伙) 11639
• 代理人: 張利萍

本發明公開的一種基于正弦壓力的動態壓敏漆校準裝置及校準方法，屬于校準試驗技術領域。本發明包括進氣口、噴口、多孔轉盤、預壓孔、復位裝置、變徑活塞、活塞缸、密封蓋板、玻璃窗口、端蓋、激光測振儀、壓敏漆式樣、傳動帶、玻璃窗口、壓敏漆光源和光電倍增管。變徑活塞缸側壁玻璃窗口處安裝有壓敏漆光源和光電倍增管。復位裝置安裝于變徑活塞缸內右側。本發明通過電機帶動轉盤切割高速射流，射流沖擊變徑活塞，擠壓密封壓力室產生壓力，由于高速射流受到周期性切割作用，通過活塞擠壓，使得壓力室產生正弦周期性變化的脈動壓力，通過脈動壓力實現動態壓敏漆校準。本發明具有壓力腔體、壓力平均值及峰峰值可調、可溯源的優點。

技術領域

本發明涉及一種基于正弦壓力的動態壓敏漆校準裝置及校準方法，特別涉及一種大壓力室、壓力可調的正弦壓力校準裝置，屬于校準試驗技術領域。

背景技術

壓敏漆技術是一種相對新型的空氣動力學試驗技術，主要用于風洞試驗中模型表面壓力測量，作為一種壓力場參數測量技術，由于其能夠提供更豐富有效的試驗數據，因此被廣泛應用，是一種具有替代常規壓力測量試驗技術的換代技術。目前對壓敏漆的動態性能校準基本都采用激波管校準裝置進行動態響應特性的校準，激波管產生非常快的階躍壓力作用在壓敏漆上，可以測得壓敏漆的響應時間特性，但是一般的動態壓力校準還包括在不同頻率正弦壓力下的幅頻特性和相位差，以上參數無法通過激波管測得。因此，為得到壓敏漆在不同頻率下的幅值波形跟隨特性，需要開展基于正弦壓力的動態校準，壓敏漆作為壓力場測量手段，由于工藝及功能限制，其感壓面幾何尺寸通常交大，而當前正弦壓力校準裝置為保證壓力波形和峰峰值，通常壓力室較小，無法滿足壓敏漆校準需求。

發明內容

針對壓敏漆校準中，壓力腔體大，脈動值小的要求，本發明主要目的是提供一種基于正弦壓力的動態壓敏漆校準裝置及校準方法，通過電機帶動轉盤切割高速射流，射流沖擊變徑活塞，擠壓密封壓力室產生壓力，由于高速射流受到周期性切割作用，通過活塞擠壓，使得壓力室產生正弦周期性變化的脈動壓力，通過所述脈動壓力實現動態壓敏漆校準。本發明具有壓力腔體大、壓力平均值及峰峰值可調、可溯源的優點。

本發明的目的是通過下述技術方案實現的：

本發明公開的一種基于正弦壓力的動態壓敏漆校準裝置，包括進氣口、噴口、多孔轉盤、預壓孔、復位裝置、變徑活塞、活塞缸、密封蓋板、玻璃窗口、端蓋、激光測振儀、壓敏漆式樣、傳動帶、玻璃窗口、壓敏漆光源、光電倍增管、壓力室和預壓室。

采用電機加傳動裝置帶動多孔轉盤，通過切割高壓高速射流，對變徑活塞產生周期性沖擊力，進而在密封壓力室內產生正弦變化的壓力；裝置的主體為變徑活塞缸，活塞缸左側為密封的壓力室，壓力室側壁開有一個安裝孔用于安裝壓敏漆式樣，同時缸體左側開有玻璃窗口，缸體側壁開有玻璃窗口，玻璃窗口由端蓋和密封蓋板夾緊固定；活塞缸右側為一容腔，其中安裝用于活塞復位的復位裝置，腔體右側開有預壓孔；壓力室右側活塞筒與多孔轉盤左側貼合；轉盤右側與噴口貼合，噴口內部為變截面結構，用于提升氣流速度，噴口右側連接進氣口，轉盤通過傳動帶與電機連接；變徑活塞缸左側安裝有激光測振儀；變徑活塞缸側壁玻璃窗口處安裝有壓敏漆光源和光電倍增管。

所述變徑活塞缸側壁玻璃窗口處安裝有壓敏漆光源和光電倍增管，壓敏漆光源用于激勵壓敏漆，光電倍增管用于接收壓敏漆熒光信號。

作為優選，所述復位裝置為安裝于變徑活塞缸內右側的彈簧線圈，或為電磁線圈，當采用電磁線圈時能夠解決彈簧壽命不足及系統振動模態問題。

作為進一步優選，所述彈簧線圈與變徑活塞組成二階阻尼振蕩系統，通過調節彈簧線圈的彈性系數和變徑活塞質量，使阻尼系統固有頻率與裝置校準頻率上限一致，利用系統諧振提高高頻時射流產生的壓力，即解決在高頻時射流產生的壓力較小的問題。

作為優選，所述變徑活塞缸內右側開有預壓孔，通過預壓孔充氣對活塞缸右側預壓，用于調節變徑活塞初始位置以及壓力室初始壓力，防止由于供氣壓力過高或過低導致壓力室內正弦壓力波形不完整。