[发明专利]一种基于正弦压力的动态压敏漆校准装置及校准方法

说明书

本发明公开的一种基于正弦压力的动态压敏漆校准装置及校准方法，属于校准试验技术领域。本发明包括进气口、喷口、多孔转盘、预压孔、复位装置、变径活塞、活塞缸、密封盖板、玻璃窗口、端盖、激光测振仪、压敏漆式样、传动带、玻璃窗口、压敏漆光源和光电倍增管。变径活塞缸侧壁玻璃窗口处安装有压敏漆光源和光电倍增管。复位装置安装于变径活塞缸内右侧。本发明通过电机带动转盘切割高速射流，射流冲击变径活塞，挤压密封压力室产生压力，由于高速射流受到周期性切割作用，通过活塞挤压，使得压力室产生正弦周期性变化的脉动压力，通过脉动压力实现动态压敏漆校准。本发明具有压力腔体、压力平均值及峰峰值可调、可溯源的优点。

技术领域

本发明涉及一种基于正弦压力的动态压敏漆校准装置及校准方法，特别涉及一种大压力室、压力可调的正弦压力校准装置，属于校准试验技术领域。

背景技术

压敏漆技术是一种相对新型的空气动力学试验技术，主要用于风洞试验中模型表面压力测量，作为一种压力场参数测量技术，由于其能够提供更丰富有效的试验数据，因此被广泛应用，是一种具有替代常规压力测量试验技术的换代技术。目前对压敏漆的动态性能校准基本都采用激波管校准装置进行动态响应特性的校准，激波管产生非常快的阶跃压力作用在压敏漆上，可以测得压敏漆的响应时间特性，但是一般的动态压力校准还包括在不同频率正弦压力下的幅频特性和相位差，以上参数无法通过激波管测得。因此，为得到压敏漆在不同频率下的幅值波形跟随特性，需要开展基于正弦压力的动态校准，压敏漆作为压力场测量手段，由于工艺及功能限制，其感压面几何尺寸通常交大，而当前正弦压力校准装置为保证压力波形和峰峰值，通常压力室较小，无法满足压敏漆校准需求。

发明内容

针对压敏漆校准中，压力腔体大，脉动值小的要求，本发明主要目的是提供一种基于正弦压力的动态压敏漆校准装置及校准方法，通过电机带动转盘切割高速射流，射流冲击变径活塞，挤压密封压力室产生压力，由于高速射流受到周期性切割作用，通过活塞挤压，使得压力室产生正弦周期性变化的脉动压力，通过所述脉动压力实现动态压敏漆校准。本发明具有压力腔体大、压力平均值及峰峰值可调、可溯源的优点。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明公开的一种基于正弦压力的动态压敏漆校准装置，包括进气口、喷口、多孔转盘、预压孔、复位装置、变径活塞、活塞缸、密封盖板、玻璃窗口、端盖、激光测振仪、压敏漆式样、传动带、玻璃窗口、压敏漆光源、光电倍增管、压力室和预压室。

采用电机加传动装置带动多孔转盘，通过切割高压高速射流，对变径活塞产生周期性冲击力，进而在密封压力室内产生正弦变化的压力；装置的主体为变径活塞缸，活塞缸左侧为密封的压力室，压力室侧壁开有一个安装孔用于安装压敏漆式样，同时缸体左侧开有玻璃窗口，缸体侧壁开有玻璃窗口，玻璃窗口由端盖和密封盖板夹紧固定；活塞缸右侧为一容腔，其中安装用于活塞复位的复位装置，腔体右侧开有预压孔；压力室右侧活塞筒与多孔转盘左侧贴合；转盘右侧与喷口贴合，喷口内部为变截面结构，用于提升气流速度，喷口右侧连接进气口，转盘通过传动带与电机连接；变径活塞缸左侧安装有激光测振仪；变径活塞缸侧壁玻璃窗口处安装有压敏漆光源和光电倍增管。

所述变径活塞缸侧壁玻璃窗口处安装有压敏漆光源和光电倍增管，压敏漆光源用于激励压敏漆，光电倍增管用于接收压敏漆荧光信号。

作为优选，所述复位装置为安装于变径活塞缸内右侧的弹簧线圈，或为电磁线圈，当采用电磁线圈时能够解决弹簧寿命不足及系统振动模态问题。

作为进一步优选，所述弹簧线圈与变径活塞组成二阶阻尼振荡系统，通过调节弹簧线圈的弹性系数和变径活塞质量，使阻尼系统固有频率与装置校准频率上限一致，利用系统谐振提高高频时射流产生的压力，即解决在高频时射流产生的压力较小的问题。

作为优选，所述变径活塞缸内右侧开有预压孔，通过预压孔充气对活塞缸右侧预压，用于调节变径活塞初始位置以及压力室初始压力，防止由于供气压力过高或过低导致压力室内正弦压力波形不完整。