[发明专利]一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统

摘要

本发明涉及一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统。本发明根据电推进的推力特点，基于动态光弹性法，以光学弹性元件为核心构建光路系统，通过测定其受力时光学条纹图像的实时变化，从而显示瞬时受力的大小与变化情况。本系统包括激光器，光学弹性元件，高速瞬态图像采集器以及必要的图像处理技术，主要用于采集脉冲式推进系统产生的随时间不断变化的瞬态推力。本系统基于应力‑光学定律，运用光弹性特殊材料以及高速摄影装置将推力器产生的推力可视化，尤其记录推力的变化过程，以研究电推进推力器推力的变化机理。

主权项

1.一种基于动态光弹性法的电推进领域微推力瞬态测量系统，以光学弹性元件为核心构建光路系统，通过测定其受力时光学条纹图像的实时变化，从而显示瞬时受力的大小与变化情况，系统包括光学环境激励系统、推力器系统、控制系统、瞬态图像采集系统以及图像处理显示系统，所述光学环境激励系统包括光弹性元件(5)，光学环境激励系统生成应力条纹图，该应力条纹图被瞬态图像采集系统采集；其特征在于，光学环境激励系统、推力器系统、瞬态图像采集系统、图像处理显示系统都由控制系统控制，所述推力器系统包括推力器(11)和刚性板(10)，推力器(11)通过刚性板(10)与光弹性元件连接；瞬态图像采集系统通过高速相机(9)来实现；控制系统控制激光光源触发时刻、推力器加载时刻和瞬态采集应力图像时刻这3个时刻同步，所述控制系统，包括电磁波发射器(13)、电磁触发器(14)、压力触发器(15)、延时器(16)和电控器(17)，所述压力触发器(15)在刚性板与弹性元件之间，处于过渡配合；所述推力器工作时，喷出的等离子体羽流阻止电磁波发射器(13)电磁波的传递，电磁触发器(14)此时产生信号PC作为激光光源(1)的电控器(17)第一次触发时间t0，从而产生的第一个脉冲光，以此时作为光源1的计时原点O；当推力器不工作时，刚性板(10)与压力触发器(15)处于接触和未接触的临界点，经过OT1和T1T2时间段，当推力器工作时，推力器挤压刚性板进而挤压压力触发器从而使之产生的电脉冲信号CT再次传递给激光光源的电控器(17)，在时序控制图上为K点，选定激光光源射出脉冲光Q的时刻，△t即为光弹性元件受力后要采集应力图像的时间。