压力显示膜膜片。10.一种对权利要求1至9中任一项所述的等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，该系统包括等离子体激励器(501)、电流探头(502)、电压探头(503)、高速示波器(504)、高压线入口(505)、地线出口(506)、高压线(507)、地线(508)、压力气罐(509)、等离子体压力显示膜片(510)、安全阀(511)、阀门(512)、栗组(513)、传感器接口(514)、观察窗(515)和相机(516)，其中: 等离子体压力显示膜片(510)设置于压力气罐(509)内，用于感受气体压力；等离子体压力显示膜片(510)中的裸露金属薄膜(101)依次通过地线(508)和地线出口(506)连接于等离子体激励器(501)，等离子体压力显示膜片(510)中的掩埋金属薄膜(103)依次通过高压线(507)和高压线入口(505)连接于等离子体激励器(501); 等离子体激励器(501)，用于为等离子体压力显示膜片(510)提供合适电压和频率的交流电，从而使等离子体压力显示膜片(510)中的裸露金属薄膜(101)表面产生等离子体； 电流探头(502)，连接于高速示波器(504)与地线出口(506)之间，用于将地线(508)中的电流放大后供高速示波器(504)采集； 电压探头(503)，连接于高速示波器(504)与高压线入口(505)之间，用于将高压线(507)的高电压衰减后供高速示波器(504)采集； 高速示波器(504)，用于采集并显示电压探头(503)和电流探头(502)传输的电信号；高压线入口(505)和地线出口(506)分别为高压线(507)和地线(308)提供接入压力气罐(509)的通道，保证电气安全和气密性； 安全阀(511)设置于压力气罐(509)顶部，用于在压力气罐(509)内部压力过高时打开放气，从而保证压力气罐(509)的安全； 栗组(513)通过阀门(512)给压力气罐(509)充气或者抽气，从而调节压力气罐(509)内部的气体压力； 传感器接口(514)允许不同的传感器接入压力气罐(509)，从而对压力气罐(509)内部的气体参数进行测量； 观察窗(515)采用耐压玻璃，提供等离子体压力显示膜片(510)发光射出压力气罐(509)的光通路； 相机(516)用于拍摄等离子体压力显示膜片(510)所发出的光。11.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述等离子体激励器(501)由能够产生标准波形的高压高频电源和能够调节电压和频率大小的控制器构成，该高压高频电源产生的标准波形为正弦波，电压范围为0-30kV，频率范围为 10kHz-20kHz。12.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述高压线(507)中的电压值为标准波形电压，地线(508)也同时接地，其电压值为0V，二者与等离子体压力显示膜片(510)构成放电回路。13.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述电压探头(503)采用1000: I的比例将等离子体激励器(501)的高电压值衰减为低电压供高速示波器(504)采集；所述电流探头(502)采用互感原理，将由等离子体激励器(501)、高压线(507)、地线(508)和等离子体压力显示膜片(510)构成的回路中的电流按照I: 5或者1: 10的比例放大，供高速示波器(504)采集。14.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述高速示波器(504)至少有两个模拟信号输入通道，分别接入电压探头(503)和电流探头(504)的信号，这两个模拟信号输入通道的采集速率至少为lGS/s，带宽为300MHz。15.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述相机(516)为高速ICCD或EMCCD相机，能够拍摄到微弱的等离子体亮光，相机分辨率至少为1024X 1204，16bit数据位，10kHz读出速度。16.根据权利要求10所述的对等离子体压力显示膜片进行静态标定的系统，其特征在于，所述等离子体压力显示膜片(510)与高压线(507)及地线(508)的连接采用激光焊接，当等离子体激励器(501)启动时，在等离子体压力显示膜片(510)在裸露金属薄膜(101)表面产生等离子体。17.一种对权利要求1至9中任一项所述的等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，该系统包括等离子体激励器(601)、电流探头(602)、电压探头(603)、高速示波器(604)、高压线(605)、地线(606)、等离子体压力显示膜片(607)和相机(608)，其中: 等离子体压力显示膜片(607)用于感受气体压力，等离子体压力显示膜片(607)中的裸露金属薄膜(101)通过地线(606)连接于等离子体激励器(601)，等离子体压力显示膜片(607)中的掩埋金属薄膜(103)通过高压线(605)连接于等离子体激励器(601); 等离子体激励器￠01)，用于为等离子体压力显示膜片(607)提供合适电压和频率的交流电，从而使等离子体压力显示膜片￠07)中的裸露金属薄膜(101)表面产生等离子体； 电流探头(602)，连接于高速示波器(604)与地线(606)之间，用于将地线(606)中的电流放大后供高速示波器(604)采集使用； 电压探头(603)，连接于高速示波器(604)与高压线(605)之间，用于将高压线(605)的高电压衰减后供高速示波器采集(604)使用； 高速示波器￠04)，用于采集并显示电压探头(603)和电流探头(602)传输的电信号； 相机￠08)，用于拍摄等离子体压力显示膜片(607)所发出的光。18.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述等离子体激励器(601)由能够产生标准波形的高压高频电源和能够调节电压和频率大小的控制器构成，该高压高频电源产生的标准波形为正弦波，电压范围为0-30kV，频率范围为 10kHz-20kHz。19.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述高压线(605)中的电压值为标准波形电压，地线(606)也同时接地，其电压值为0V，二者与等离子体压力显示膜片(607)构成放电回路。20.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述电压探头(603)采用1000: I的比例将等离子体激励器(601)的高电压值衰减为低电压供高速示波器(604)采集；所述电流探头(602)采用互感原理，将由等离子体激励器(601)、高压线(605)、地线(606)和等离子体压力显示膜片(607)构成的回路中的电流按照I: 5或者1: 10的比例放大，供高速示波器(604)采集。21.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述高速示波器(604)至少有两个模拟信号输入通道，分别接入电压探头(603)和电流探头(602)的信号，这两个模拟信号输入通道的采集速率至少为lGS/s，带宽为300MHz。22.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述相机(608)为高速ICCD或EMCCD相机，能够拍摄到微弱的等离子体亮光，相机分辨率至少为1024X 1204，16bit数据位，10kHz读出速度。23.根据权利要求17所述的对等离子体压力显示膜片进行压力测量的系统，其特征在于，所述等离子体压力显示膜片(607)与高压线(605)及地线(606)的连接采用激光焊接，当等离子体激励器(601)启动时，在等离子体压力显示膜片(607)在裸露金属薄膜(101)表面产生等离子体。
【专利摘要】本发明公开了一种等离子体压力显示膜片，以及其静态标定系统和利用其测量气体压力的系统。该等离子体压力显示膜片采用高频高压的交流电驱动，当布置在待测表面时，利用等离子体亮度与所处气压之间的一一对应关系，通过测量等离子体的亮度来获得气体压力。等离子体压力显示膜片结构简单、布置灵活，空间分辨率高，初步的研究表明也有较高的频响，适合高频的气动流场测量。
【IPC分类】G01L27/00, G01L23/16
【公开号】CN105181235
【申请号】CN201510238994
【发明人】张文强, 林峰
【申请人】中国科学院工程热物理研究所
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年5月12日...