[发明专利]一种热流静态校准装置

说明书

本发明公开了一种热流静态校准装置，包括用于在真空状态下设置供目标传感器进行温度检测的高温区和低温区，并在高温区和低温区之间产生均匀温度梯度的对流换热状态的真空稳态测量装置和用于连接真空稳态测量装置的高温区和低温区，进行对流换热状态下的热流溯源的标定计量装置，以及用于采集对流换热状态下产生的电动势数据，并通过电动势数据反演溯源后的热流输出数据，获得热流输出数据和目标传感器温度输出数据的线性关系的数据采集装置；通过可控距离的温度精细化和长时间的测量，避免了现有的传感器的动态标定以及热流无法溯源的问题，减少了检测校准过程中的离散误差，有效的提高了同轴热电偶瞬态热流传感器的静态校准精度。

技术领域

本发明涉及传感器校准技术领域，具体涉及一种热流静态校准装置。

背景技术

同轴热电偶瞬态热流传感器是利用不同电极材料的Seebeck效应在不同温度梯度作用下形成电动势并予以测量，进而反演温度和热流的一种实验元器件，主要用于航空航天高超声速飞行器气动实验、高超声速流动相关实验等，具有响应快、量程大、精度高、鲁棒性强等特点。

而在目前热流传感器校准一般为动态校准，通过施加脉冲式的热流载荷考察传感器响应，包括激光加载法、液滴加载法、激波管标定法等，形成短时间的热流加载过程，并且即使在长时间的热流加载过程中能够获得大量的校准数据，但在长时间的动态校准下，动态标定对所施加的热流本身的载荷无法进行标定，使得温度提的变化较大，离散误差较大，以及传感器本身的温度变化也会印象热流的测量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种热流静态校准装置，以解决现有技术中在短时间的动态校准下，热流无法溯源，离散误差较大等技术问题。

为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：

一种热流静态校准装置，包括真空稳态测量装置、标定计量装置，以及数据采集装置；

其中，所述真空稳态测量装置，用于在真空状态下设置供目标传感器进行温度检测的高温区和低温区，并在高温区和低温区之间产生均匀温度梯度的对流换热状态；

所述标定计量装置，用于连接所述真空稳态测量装置的高温区和低温区，进行对流换热状态下的热流溯源；

所述数据采集装置，用于采集对流换热状态下产生的电动势数据，并通过电动势数据反演均匀温度梯度和标定计量装置溯源后的热流输出数据，获得热流输出数据和目标传感器温度输出数据的线性关系。

作为本发明的一种优选方案，所述真空稳态测量装置包括目标传感器、用于提供真空环境的真空罐体，独立设置在所述真空罐体中的高温形成装置和低温形成装置，所述高温形成装置和所述低温形成装置通过状态桥管连接，所述目标传感器安装在所述高温形成装置和低温形成装置上，所述数据采集装置连接在所述状态桥管位于所述低温形成装置内的端部，用于采集所述状态桥管在对流换热状态下产生的电动势数据。

作为本发明的一种优选方案，所述状态桥管与所述低温形成装置密封活动连接，所述真空罐体的内底部设置有用于改变高温形成装置和低温形成装置之间空间距离的位移装置，所述状态桥管在所述位移装置的带动下向所述低温形成装置内直线移动，以及设置在所述位移装置上用于同步测量高温形成装置和低温形成装置之间的所述状态桥管的长度的测距仪。

作为本发明的一种优选方案，所述高温形成装置和低温形成装置均包括固定连接所述真空罐体的上罐体和安装在所述位移装置上的下罐体，且所述上罐体和所述下罐体之间通过弹簧节管进行连接，所述目标传感器设置在所述上罐体的轴线上，所述状态桥管的两端分别连接在两个所述下罐体上，且所述状态桥管的一端与低温形成装置的下罐体密封活动连接。