[实用新型]激波法压敏涂料/温敏涂料压力/温度响应时间测量装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及风洞试验压敏涂料/温敏涂料性能测定技术，特别是涉及激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置。

背景技术

风洞压敏涂料试验技术是20世纪80年代发展起来的一种新型的风洞试验技术，它利用了氧分子对探针分子（压敏涂料中活性成份）的荧光猝灭效应，通过测定被激发的探针分子所发射荧光的寿命或强度来获得当地环境压力。由于它是一种“非介入式”的风洞试验技术，对流场干扰小、试验周期短、经济效益显著且具有广阔的扩展用途，因而受到了广泛关注。

温敏涂料试验技术是与压敏涂料试验技术伴随发展的，它利用了温度对探针分子（温敏涂料中活性成份）的荧光猝灭效应，通过测定被激发的探针分子所发射荧光的荧光强度来获得被测物体表面当地温度。

压敏涂料/温敏涂料是风洞压敏涂料试验技术/温敏涂料试验技术的物质载体，它的性能直接关系到其适用范围及测量数据的精准度，其中压敏涂料/温敏涂料各种性能指标中比较重要的有吸收光谱、发射光谱、光降解率、温度灵敏度特性、压力灵敏度特性、适用的温度范围、对压力/温度的响应时间特性等。

在压敏涂料/温敏涂料的众多性能指标中压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间特性关系到利用图像采集设备（CCD相机、光电倍增管等）采集数据（或图像）的时间点及其适用风洞试验的类型（定常试验、非定常试验）。对于对压力变化响应速度较慢的压敏涂料只能适用于定常状态下的压力测量试验，对于对温度变化响应速度较慢的温敏涂料只能适用于定常状态下的温度测量试验，由于在非定常状态下，测试模型表面存在快速甚至高频的压力/温度波动或变化，非定常压力/温度测量试验必须使用能够对压力/温度变化作出快速响应的快速压力/温度响应涂料。

每一种风洞试验用压敏涂料/温敏涂料都必须进行压力响应时间/温度响应时间检测，以确定其响应时间特性，确定其适用范围，对于风洞非定常试验用压敏涂料/温敏涂料，其响应时间特性更是其至关重要的指标之一。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是，提供一种利用激波管中运动激波产生的阶跃压力/温度变化进行压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量的装置。

采用的技术方案是:

激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置,包括固定工作台、滑动工作台、产生激波的激波管、用于喷涂压敏涂料的激波管试验壁板、用于监测激波扫过激波管试验区的动态压力传感器、用于产生激励光的LED光源、用于采集压敏涂料荧光信号的光电倍增管、作为激波管光学试验窗口的石英光学玻璃窗。所述的滑动工作台滑动连接固定工作台，激波管以激波管驱动段与滑动工作台固定连接，以激波管试验段置于固定工作台上，石英光学玻璃窗设在激波管上，激波管试验壁板通过激波管上试验壁板接口与激波管连接，动态压力传感器设置在激波管内，提供激波管内压力。所述LED光源和光电倍增管设置在固定工作台上，并与石英光学玻璃窗相对，透过石英光学玻璃窗照射到激波管试验壁板。

上述的与激波管试验壁板接口连接的激波管试验壁板可拆卸和更换，待检测的压敏涂料/温敏涂料可直接喷涂到作为激波管试验段一部分的试验壁板表面（测试试验区管腔内表面）。

上述的设在激波管上的石英光学玻璃窗为测定装置的光学通道，也是激波管工作管腔的一部分。

工作原理

利用激波管产生的激波扫过试验区，激波前后的气体压力/温度存在一个明显的差异，且能够保持一段时间的稳定，即相当于在试验区的压敏涂料/温敏涂料上施加一个阶跃式的压力/温度变化，通过激励光源LED发出的激励光照射试验区的压敏涂料/温敏涂料，以光电倍增管作为荧光信号采集设备，采集压敏涂料/温敏涂料发出的荧光图像，若在激波管的试验内，由光电倍增管采集的压敏涂料/温敏涂料荧光强度达到定常状态下压敏涂料/温敏涂料荧光强度的90%或以上，即可根据激波前光电倍增管测量的荧光强度变化到激波后光电倍增光测量的荧光强度的时间，获得压敏涂料/温敏涂料对压力/温度变化的响应时间。

本实用新型的优点是： 

1 本实用新型使用相对成熟的激波管作为产生阶跃压力/温度变化的装置，简单可靠；

2 本实用新型既能进行压敏涂料压力响应时间的测定，也同时完成温敏涂料温度响应时间的测定；

3 理论上可以进行响应时间小于ms量级的压敏涂料/温敏涂料响应时间测定。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置,包括固定工作台8、滑动工作台7、产生激波的激波管1、用于喷涂压敏涂料的激波管试验壁板2、用于监测激波扫过激波管试验区的动态压力传感器3、用于产生激励光的LED光源4、用于采集压敏涂料荧光强度信号的光电倍增管5、作为激波管光学试验窗口的石英光学玻璃窗6。所述的滑动工作台7滑动连接固定工作台8，激波管1以激波管驱动段9与滑动工作台7固定连接，以激波管试验段置于固定工作台8上，石英光学玻璃窗6设在激波管1上，所述石英光学玻璃窗为测定装置的光学通道，也是激波管工作管腔的一部分。激波管试验壁板2通过激波管上试验壁板接口与激波管1连接，所述激波管试验壁板2可拆卸和更换，便于待检测的压敏涂料/温敏涂料可直接喷涂激波管1测试试验区管腔内表面。动态压力传感器3设置在激波管1内，提供激波管内压力。所述LED光源4和光电倍增管5设置在固定工作台8上，并与石英光学玻璃窗6相对，透过石英光学玻璃窗照射到激波管试验壁板2，构成激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置。