[发明专利]一种1200℃有氧高温环境下抑制散斑图像抖动试验装置

权利要求书

1.一种1200℃有氧高温环境下抑制散斑图像抖动试验装置，其特征在于，包括：轻质高温陶瓷板(1)、正交石英灯加热阵列(2)、透光窗口(3)、轻质陶瓷隔热框(4)、散斑颗粒(5)、平板试验件(6)、石英玻璃方框(7)、隔热透光通道(8)、透光孔(9)、CMOS相机(10)、带通滤波片(11)、镜头(12)与图像处理计算机(13)；轻质高温陶瓷板(1)安装在正交石英灯加热阵列(2)的前、后两面，轻质陶瓷隔热框(4)套装在正交石英灯加热阵列(2)的四周，使加热区域形成一个封闭空间，限制热空气的流动；正交石英灯加热阵列(2)发出红外辐射光，对表面制有散斑颗粒(5)的平板试验件(6)进行加热；透明的石英玻璃方框(7)套装在平板试验件(6)的四周，进一步压缩平板试验件(6)表面近旁热空气的流动区域；隔热透光通道(8)安装在正交石英灯加热阵列(2)中部的透光窗口(3)与CMOS相机(10)之间，并靠近正交石英灯加热阵列(2)一侧；当平板试验件(6)被加热后，其表面的散斑颗粒(5)随着平板试验件(6)的变形改变其相对位置；散斑颗粒(5)在常温下的初始位置信号以及高温下产生移动后的位置信号将透过正交石英灯加热阵列(2)中部的透光窗口(3)到达安装有带通滤波片(11)的CMOS相机(10)前部的镜头(12)，通过图像处理计算机(13)对散斑颗粒(5)的位置变化进行存储和处理；综合采用轻质高温陶瓷板(1)、轻质陶瓷隔热框(4)、石英玻璃方框(7)、带有透光孔(9)的隔热透光通道(8)形成多层次多区段空间封闭及区域隔离措施，在光学信息传递路径内有效抑制热空气的抖动，获得高温氧化环境下平板试验件(6)前表面高温变形的清晰散斑图像和全场位移；

石英玻璃方框(7)的外边界尺寸与平板试验件(6)大小相同，由5mm厚的石英玻璃板制成；石英玻璃方框(7)的透光性能优良，平板试验件(6)表面套装石英玻璃方框(7)后，即限制了平板试验件(6)受热表面区域的热空气流动；也不影响红外辐射光线对平板试验件(6)表面的加热状态；

使用熔点高达1700℃的石英玻璃板制作石英玻璃方框(7)，使其能够在1200℃的高温热环境下安全可靠地工作；

矩形隔热透光通道(8)的外壁由1mm厚的耐高温镍基不锈钢板焊接而成，外边界尺寸为70mm×70mm×150mm；

隔热透光通道(8)的中心部位有一直径为3cm贯穿透光孔(9)，由厚度为1mm的石英玻璃管制成；CMOS相机(10)经细长的透光孔(9)可观察记录到平板试验件(6)表面高温散斑图像的变化情况；

隔热透光通道(8)的不锈钢板外壁与石英玻璃透光孔(9)之间填充有耐高温柔性隔热材料，使得透光孔(9)内的温度在高温试验中不出现快速的变化，防止高温热空气产生抖动。

2.根据权利要求1所述的1200℃有氧高温环境下抑制散斑图像抖动试验装置，其特征在于：两层石英灯加热阵列相互垂直安装，去掉中部的少数石英灯加热管，从而在正交石英灯加热阵列(2)中部形成一个30mm×30mm的方形透光窗口(3)，以便CMOS相机(10)能够观察采集到平板试验件(6)受热面的高温变形信息。

3.根据权利要求1所述的1200℃有氧高温环境下抑制散斑图像抖动试验装置，其特征在于：正交石英灯加热阵列(2)生成高达1200℃的有氧高温环境，与高速飞行器在大气中飞行时的有氧热环境相符合。

4.根据权利要求1所述的1200℃有氧高温环境下抑制散斑图像抖动试验装置，其特征在于：正交石英灯加热阵列(2)对平板试验件(6)受热面进行单侧面加热，可模拟与气动加热状态近似的具有热面和冷面差别的单侧面加热环境。