用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置的制作方法

本实用新型属于高超声速风洞试验技术领域，具体涉及了一种用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置。

背景技术：

压敏漆技术是国际上80年代以来开发的非接触、大面积连续压力测量新方法。模型几何缩比会造成进气道壁厚较薄，局部复杂关键结构无法布置测点，从而无法获得足够压力信息，此外传统测孔压力测量方法虽然精度较高，但不能连续大面积压力测量，随着压敏漆技术成熟，压敏漆用于进气道内压力测量变得可行，可以解决连续大面积压力测量问题。而一般压敏漆方法均是从模型外部打光、外部拍摄，由于主体模型对进气的遮挡，进气道内表面不可见，传统压敏漆测量装置不能直接用于测量进气道模型内表面压力。如果模型做成全透明则由于模型主体表面存在较大曲率变化，导致模型透光性变差。这种整体透明或完全不透明方式都不能有效应对进气道内表面压敏漆压力测量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特点是：所述的测量装置包括安装在高超声速风洞支撑装置上的测试模型主体，位于测试模型主体下方的进气道试验模型；所述的测试模型主体的下表面开有槽，槽上覆盖有光学玻璃窗口ⅰ，槽内安装有led光源阵列和光学探头阵列；所述的进气道试验模型的内部开有进气道，进气道试验模型上表面开有与进气道连通的孔，孔上覆盖有与光学玻璃窗口ⅰ相对应的光学玻璃窗口ⅱ；进气道内表面的下表面为测量面，测量面上涂覆有压敏漆；光学探头阵列连接导光臂，导光臂与外置的科学级ccd相机连接，科学级ccd相机采集的数据信号传输至计算机处理。

如果所述的led光源阵列中的led光源发射紫外光，则光学玻璃窗口ⅰ和光学玻璃窗口ⅱ为石英光学玻璃窗口，石英光学玻璃窗口的紫外光透过率大于等于70％。

如果所述的led光源阵列中的led光源发射可见光，则光学玻璃窗口ⅰ和光学玻璃窗口ⅱ为有机玻璃窗口。

所述的光学玻璃窗口ⅰ和光学玻璃窗口ⅱ采用粘接和金属边条螺钉压紧相结合的方式固定。

所述的led光源阵列和光学探头阵列交叉排列。

所述的测量面上分布有测压孔。

所述的导光臂替换为光学纤维。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置中的光学玻璃窗口ⅰ和光学玻璃窗口ⅱ厚度均匀，采集图像基本无畸变。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置中的测压孔作为检测点或校准点，采用常规方法测量压力，用于压敏漆数据的校准。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置中的科学级ccd相机，在测量精度满足情况下也可以采用普通微型相机，直接嵌入在模型内部。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置中的科学级ccd相机布置在高超声速风洞试验段的上方，为避免试验段振动带来的影响，科学级ccd相机与试验段主体不接触。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置采用嵌入式的led光源阵列实现了局部遮挡模型进气道内表面的测量面的光照，采用嵌入式光学探头阵列和导光臂将光学图像导出，仍然可以采用外置的科学级ccd相机摄像，保持了科学级ccd相机的技术参数。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置采用测试模型主体开槽的方式安装led光源阵列和光学探头阵列，充分利用了测试模型主体的内部空间，led光源阵列和光学探头阵列的电源引出线和导光臂引出线从测试模型主体底部引出，不对测试模型主体周围流动产生过大干扰，缩短了led光源阵列到测量面的距离，led光源阵列和光学探头阵列与测量面之间仅有光学玻璃，减小了激发光能量的损失，提高了采集图像的清晰度。

本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置结构简单，安装方便，有效解决了有部件遮挡情况下独立式进气道模型内部的大面积压力测量问题。

附图说明

图1为本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置示意图。

图中，1.测试模型主体2.进气道试验模型3.光学玻璃窗口ⅰ4.led光源阵列5.光学探头阵列6.光学玻璃窗口ⅱ7.测量面。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。

如图1所示，本实用新型的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置包括安装在高超声速风洞支撑装置上的测试模型主体1，位于测试模型主体1下方的进气道试验模型2；所述的测试模型主体1的下表面开有槽，槽上覆盖有光学玻璃窗口ⅰ3，槽内安装有led光源阵列4和光学探头阵列5；所述的进气道试验模型2的内部开有进气道，进气道试验模型2上表面开有与进气道连通的孔，孔上覆盖有与光学玻璃窗口ⅰ3相对应的光学玻璃窗口ⅱ6；进气道内表面的下表面为测量面7，测量面7上涂覆有压敏漆；光学探头阵列5连接导光臂，导光臂与外置的科学级ccd相机连接，科学级ccd相机采集的数据信号传输至计算机处理。

如果所述的led光源阵列4中的led光源发射紫外光，则光学玻璃窗口ⅰ3和光学玻璃窗口ⅱ6为石英光学玻璃窗口，石英光学玻璃窗口的紫外光透过率大于等于70％。

如果所述的led光源阵列4中的led光源发射可见光，则光学玻璃窗口ⅰ3和光学玻璃窗口ⅱ6为有机玻璃窗口。

所述的光学玻璃窗口ⅰ3和光学玻璃窗口ⅱ6采用粘接和金属边条螺钉压紧相结合的方式固定。

所述的led光源阵列4和光学探头阵列5交叉排列。

所述的测量面7上分布有测压孔。

所述的导光臂替换为光学纤维。

实施例1

本实施例的具体实施方式如下：

1.在高超声速风洞中安装模型支撑装置，在测试模型主体1中安装交叉排列的led光源阵列4和光学探头阵列5，然后采用粘接和金属边条螺钉压紧相结合的方式固定光学玻璃窗口ⅰ3，同时在金属边条与光学玻璃窗口ⅰ3之间加软胶垫圈隔震。

2.将led光源阵列4和光学探头阵列5的电源引出线和导光臂引出线从测试模型主体1底部引出并用扎带固定在模型尾支杆或腹支板上，避开迎风气流冲击，之后将光学探头阵列5连接至科学级ccd相机，科学级ccd相机再连接计算机。

3.在进气道试验模型2上采用粘接和金属边条螺钉压紧相结合的方式固定光学玻璃窗口ⅱ6，同时在金属边条与光学玻璃窗口ⅱ6之间加软胶垫圈隔震；将进气道试验模型2安装在测试模型主体1的下方。

4.标定测量面7上的测压孔。

5.高超声速风洞吹风，科学级ccd相机采集测量面7的背景图像和参考图像。

6.计算机处理科学级ccd相机采集的图像，获得进气道内连续压力分布图像。

技术特征：

1.用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的测量装置包括安装在高超声速风洞支撑装置上的测试模型主体(1)，位于测试模型主体(1)下方的进气道试验模型(2)；所述的测试模型主体(1)的下表面开有槽，槽上覆盖有光学玻璃窗口ⅰ(3),槽内安装有led光源阵列(4)和光学探头阵列(5)；所述的进气道试验模型(2)的内部开有进气道，进气道试验模型(2)上表面开有与进气道连通的孔，孔上覆盖有与光学玻璃窗口ⅰ(3)相对应的光学玻璃窗口ⅱ(6)；进气道内表面的下表面为测量面(7)，测量面(7)上涂覆有压敏漆；光学探头阵列(5)连接导光臂，导光臂与外置的科学级ccd相机连接，科学级ccd相机采集的数据信号传输至计算机处理。

2.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的led光源阵列(4)中的led光源发射紫外光，光学玻璃窗口ⅰ(3)和光学玻璃窗口ⅱ(6)为石英光学玻璃窗口，石英光学玻璃窗口的紫外光透过率大于等于70％。

3.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的led光源阵列(4)中的led光源发射可见光，光学玻璃窗口ⅰ(3)和光学玻璃窗口ⅱ(6)为有机玻璃窗口。

4.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的光学玻璃窗口ⅰ(3)和光学玻璃窗口ⅱ(6)采用粘接和金属边条螺钉压紧相结合的方式固定。

5.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的led光源阵列(4)和光学探头阵列(5)交叉排列。

6.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的测量面(7)上分布有测压孔。

7.根据权利要求1所述的用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置，其特征在于：所述的导光臂替换为光学纤维。

技术总结
本实用新型公开了一种用于高超声速风洞的进气道内连续压力分布测量装置。该装置包括安装在高超声速风洞支撑装置上的测试模型主体，位于测试模型主体下方的进气道试验模型；测试模型主体的下表面开有槽，槽上覆盖有光学玻璃窗口Ⅰ，槽内安装有LED光源阵列和光学探头阵列；进气道试验模型的内部开有进气道，进气道试验模型上表面开有与进气道连通的孔，孔上覆盖有与光学玻璃窗口Ⅰ相对应的光学玻璃窗口Ⅱ；进气道内表面的下表面为测量面，测量面上涂覆有压敏漆；光学探头阵列连接导光臂，导光臂与外置的科学级CCD相机连接，科学级CCD相机连接计算机。该装置结构简单，安装方便，有效解决了有部件遮挡情况下独立式进气道模型内部的大面积压力测量问题。

技术研发人员：解福田;林敬周;张庆虎;陈念年;钟俊;许晓斌;陈磊;赵健;陈久芬;凌岗
受保护的技术使用者：中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所
技术研发日：2019.11.01
技术公布日：2020.05.22