[发明专利]高超声速风洞模型遮挡位置的嵌入式光学压力测量方法

摘要

本发明公开了一种高超声速风洞模型遮挡位置的嵌入式光学压力测量方法。该测量方法首先加工一套并联式两级风洞试验模型，将嵌入式LED阵列光源和嵌入式光学探头并列安装在二级模型的下表面的凹槽内，凹槽表面覆盖光学玻璃窗口，嵌入式光学探头连接外置的科学级CCD相机和图像存储处理系统；在一级模型的上表面与光学玻璃窗口对应的测量位置处涂覆压敏漆并加工测压孔，测压孔与风洞测压系统连接。其次，在风洞试验中采集测量位置处的wind‑on图像、wind‑off图像和wind‑dark图像，再通过图像处理得到灰度比图像；最后，通过灰度比图像和测压孔的压力值，绘制校准曲线，拟合校准公式，得到压力分布图谱。该测量方法简单、高效，解决了有遮挡情况下模型的大面积压力测量问题。

主权项

1.高超声速风洞模型遮挡位置的嵌入式光学压力测量方法，其特征在于：所述的测量方法使用的装置包括嵌入式LED阵列光源、嵌入式光学探头、科学级CCD相机、滤波器、光学纤维和图像存储处理系统，图像存储处理系统包括VCR、图像处理器和计算机，所述的测量方法包括以下步骤：/na.加工一套并联式两级风洞试验模型，一级模型为飞行器主体，二级模型为固定安装在飞行器主体上方，与飞行器主体之间有缝隙的飞行器子级；/nb.在二级模型的下表面加工一个凹槽，将嵌入式LED阵列光源和嵌入式光学探头并列安装在凹槽内，凹槽表面覆盖有光学玻璃窗口，光学玻璃窗口与二级模型的下表面平齐；在一级模型的上表面与光学玻璃窗口对应的测量位置处涂覆压敏漆并加工测压孔，测压孔与风洞测压系统连接；/nc.嵌入式光学探头通过光学纤维与外置的滤波器连接，滤波器连接科学级CCD相机，科学级CCD相机接入图像存储处理系统；/nd.风洞试验前，打开嵌入式LED阵列光源和嵌入式光学探头；风洞试验时，待试验段气流稳定后，打开科学级CCD相机并使用科学级CCD相机拍摄测量位置处的wind-on图像；风洞试验后，待试验段气流静止后，使用科学级CCD相机拍摄测量位置的wind-off图像；关闭嵌入式LED阵列光源，使用科学级CCD相机拍摄测量位置处的wind-dark图像；wind-on图像、wind-off图像、wind-dark图像输入至图像存储处理系统中；/ne.将wind-dark图像进行图像平均得到wind-dark-av图像，wind-on图像、wind-off图像进行图像平均和图像配准后得到wind-on-av图像和wind-off-av图像；/nf.将wind-on-av图像、wind-off-av图像分别减去wind-dark-av图像，得到wind-on-dif图像和wind-off-dif图像；/ng.将wind-off-dif图像除以对应的wind-on-dif图像，得到灰度比图像；/nh.根据灰度比图像中测压孔位置处的灰度比值与测压孔的压力值，绘制校准曲线，拟合得到校准公式，通过校准公式计算测量位置表面的压力分布图谱。/n