CN103018220A - 压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** - Google Patents
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN103018220A CN103018220A CN2012105299561A CN201210529956A CN103018220A CN 103018220 A CN103018220 A CN 103018220A CN 2012105299561 A CN2012105299561 A CN 2012105299561A CN 201210529956 A CN201210529956 A CN 201210529956A CN 103018220 A CN103018220 A CN 103018220A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pressure
- shock tube
- test
- temperature
- shock
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Investigating, Analyzing Materials By Fluorescence Or Luminescence (AREA)
Abstract
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,其测量装置包括激波管、激波管试验壁板、动态压力传感器、LED光源、光电倍增管、石英光学玻璃窗。所述测量方法,包括下列步骤:将激波管试验壁板喷涂测试用涂料并干燥;将有测试涂料的激波管试验壁板安装到激波管;调整LED光源、光电倍增管;光电倍增管使激波管高压段充压至设计压力,;分析动态压力传感器记录的激波S到达测试位置的时间,分析光电倍增管记录的测试涂料荧光强度数据曲线,确定激波S扫过后涂料荧光强度达到定常状态下的90%的时间,获得测试涂料的压力/温度响应时间。本发明的测定装置简单可靠,响应时间小于ms量级的压敏涂料/温敏涂料响应时间测定。
Description
技术领域
本发明涉及风洞试验压敏涂料/温敏涂料性能测定技术,特别是涉及激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置及方法。
背景技术
风洞压敏涂料试验技术是20世纪80年代发展起来的一种新型的风洞试验技术,它利用了氧分子对探针分子(压敏涂料中活性成份)的荧光猝灭效应,通过测定被激发的探针分子所发射荧光的寿命或强度来获得当地环境压力。由于它是一种“非介入式”的风洞试验技术,对流场干扰小、试验周期短、经济效益显著且具有广阔的扩展用途,因而受到了广泛关注。
温敏涂料试验技术是与压敏涂料试验技术伴随发展的,它利用了温度对探针分子(温敏涂料中活性成份)的荧光猝灭效应,通过测定被激发的探针分子所发射荧光的荧光强度来获得被测物体表面当地温度。
压敏涂料/温敏涂料是风洞压敏涂料试验技术/温敏涂料试验技术的物质载体,它的性能直接关系到其适用范围及测量数据的精准度,其中压敏涂料/温敏涂料各种性能指标中比较重要的有吸收光谱、发射光谱、光降解率、温度灵敏度特性、压力灵敏度特性、适用的温度范围、对压力/温度的响应时间特性等。
在压敏涂料/温敏涂料的众多性能指标中压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间特性关系到利用图像采集设备(CCD相机、光电倍增管等)采集数据(或图像)的时间点及其适用风洞试验的类型(定常试验、非定常试验)。对于对压力变化响应速度较慢的压敏涂料只能适用于定常状态下的压力测量试验,对于对温度变化响应速度较慢的温敏涂料只能适用于定常状态下的温度测量试验,由于在非定常状态下,测试模型表面存在快速甚至高频的压力/温度波动或变化,非定常压力/温度测量试验必须使用能够对压力/温度变化作出快速响应的快速压力/温度响应涂料。
每一种风洞试验用压敏涂料/温敏涂料都必须进行压力响应时间/温度响应时间检测,以确定其响应时间特性,确定其适用范围,对于风洞非定常试验用压敏涂料/温敏涂料,其响应时间特性更是其至关重要的指标之一。
发明内容
本发明要解决的技术问题是,提供一种利用激波管中运动激波产生的阶跃压力/温度变化进行压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量的装置及方法。
采用的技术方案是:
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,包括固定工作台、滑动工作台、产生激波的激波管、用于喷涂压敏涂料的激波管试验壁板、用于监测激波扫过激波管试验区的动态压力传感器、用于产生激励光的LED光源、用于采集压敏涂料荧光信号的光电倍增管、作为激波管光学试验窗口的石英光学玻璃窗。所述的滑动工作台滑动连接固定工作台,激波管以激波管驱动段与滑动工作台固定连接,以激波管试验段置于固定工作台上,石英光学玻璃窗设在激波管上,激波管试验壁板通过激波管上试验壁板接口与激波管连接,动态压力传感器设置在激波管内,提供激波管内压力。所述LED光源和光电倍增管设置在固定工作台上,并与石英光学玻璃窗相对,透过石英光学玻璃窗照射到激波管试验壁板。
上述的与激波管试验壁板接口连接的激波管试验壁板可拆卸和更换,待检测的压敏涂料/温敏涂料可直接喷涂到作为激波管试验段一部分的试验壁板表面(测试试验区管腔内表面)。
上述的设在激波管上的石英光学玻璃窗为测定装置的光学通道,也是激波管工作管腔的一部分。
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,包括下列步骤:
步骤一
将激波管试验壁板从试验装置中分离出来,喷涂测试用压敏涂料/温敏涂料并干燥;
步骤二
将喷涂有测试涂料的激波管试验壁板安装到激波管并做好密封;
步骤三
调整LED光源、光电倍增管,使其处于正常运行状态,并使其通过石英光学玻璃窗对准测试涂料的位置;
步骤四
打开光电倍增管使激波管高压段充压至设计压力,使激波管高压段与低压段之间的隔膜破裂产生激波;
步骤五
分析动态压力传感器记录的激波S到达测试位置的时间,分析光电倍增管记录的测试涂料荧光强度数据曲线,确定激波S扫过后涂料荧光强度达到定常状态下的90%的时间,获得测试涂料的压力/温度响应时间。
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***的原理是:
利用激波管产生的激波扫过试验区,激波前后的气体压力/温度存在一个明显的差异,且能够保持一段时间的稳定,即相当于在试验区的压敏涂料/温敏涂料上施加一个阶跃式的压力/温度变化,通过激励光源LED发出的激励光照射试验区的压敏涂料/温敏涂料,以光电倍增管作为荧光信号采集设备,采集压敏涂料/温敏涂料发出的荧光强度信号,若在激波管的试验内,由光电倍增管采集的压敏涂料/温敏涂料荧光强度达到定常状态下压敏涂料/温敏涂料荧光强度的90%或以上,即可根据激波前光电倍增管测量的荧光强度变化到激波后光电倍增光测量的荧光强度的时间,获得压敏涂料/温敏涂料对压力/温度变化的响应时间。
本发明的优点是:
1 本发明使用相对成熟的激波管作为产生阶跃压力/温度变化的装置,简单可靠;
2 本发明既能进行压敏涂料压力响应时间的测定,也同时完成温敏涂料温度响应时间的测定;
3 理论上可以进行响应时间小于ms量级的压敏涂料/温敏涂料响应时间测定。
附图说明
图1是本发明测定装置示意图。
图中:1为激波管、2为激波管试验壁板、3为动态压力传感器、4为 LED光源、5为光电倍增管、6为光学玻璃窗。
图2是本发明激波管理论示意图。
图中O表示激波管隔膜位置,1区表示激波管低压段,4区表示激波管高压段,S表示1区低压段入射激波, 2区表示隔膜破裂后入射激波S扫过1区后的区域与C之间的区域,3区表示隔膜破裂后产生稀疏波系R
扫过4区后的区域与分界面C之间的区域,P1、P2、P3、P4分别表示1、2、3、4区中的气体压力,Sr表示入射激波S到达1区端部遇到固壁反射的激波,Sr在2区中向隔膜方向传播,C表示2区与3区之间的分界面,Rr表示稀疏波系R到达4区末端后遇到固壁反射后的稀疏波系,Rr在3区中向隔膜方向传播,x set表示激波管试验区;
图3是本发明压敏涂料压力响应时间检测原理示意图。
具体实施方式
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,包括固定工作台8、滑动工作台7、产生激波的激波管1、用于喷涂压敏涂料的激波管试验壁板2、用于监测激波扫过激波管试验区的动态压力传感器3、用于产生激励光的LED光源4、用于采集压敏涂料荧光强度信号的光电倍增管5、作为激波管光学试验窗口的石英光学玻璃窗6。所述的滑动工作台7滑动连接固定工作台8,激波管1以激波管驱动段9与滑动工作台7固定连接,以激波管试验段置于固定工作台8上,石英光学玻璃窗6设在激波管1上,所述石英光学玻璃窗为测定装置的光学通道,也是激波管工作管腔的一部分。激波管试验壁板2通过激波管上试验壁板接口与激波管1连接,所述激波管试验壁板2可拆卸和更换,便于待检测的压敏涂料/温敏涂料可直接喷涂激波管1测试试验区管腔内表面。动态压力传感器3设置在激波管1内,提供激波管内压力。所述LED光源4和光电倍增管5设置在固定工作台8上,并与石英光学玻璃窗6相对,透过石英光学玻璃窗照射到激波管试验壁板2,构成激波法压敏涂料压力响应时间/温敏涂料温度响应时间测量装置。
压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,图
1、图2所示,试验前,将激波管1低压段(图2(a)中1区)压敏涂料/温敏涂料试验区激波管试验壁板2拆下,清洁激波管试验壁板2试验区表面,喷涂测试用压敏涂料/温敏涂料并干燥,其后,将喷涂有测试涂料的激波管试验壁板2安装到激波管1并做好密封,打开激励LED光源4 使LED光源透过适应光学玻璃窗6照射到测试用压敏涂料/温敏涂料表面,打开荧光强度信号采集***的光电倍增管5,将激波管高压段(图2(a)中4区)加压至设计压力使激波管高低压段之间的隔膜破裂产生激波S和界面C,激波S在低压段(1区)向前传播将形成激波后区域到界面C的区域(2区),(2区)中气流的压力和温度均与(1区)中的气体压力与温度不同,当激波S扫过压敏涂料/温敏涂料测试区时,相当于对测试涂料施加了一个压力/温度阶跃变化。动态压力传感器3安装在压敏涂料/温敏涂料测试区,当激波S扫过涂料测试位置时,记录激波S到达时间,这样通过分析激波S到达时间,并分析光电倍增管记录的涂料试样荧光强度变化时间就可以确定涂料试验的压力/温度响应时间,即测试用压敏涂料/温敏涂料的压力/温度响应时间为光电倍增管记录的涂料荧光强度达到定常状态下荧光强度90%的时间与动态压力传感器记录的激波S到达时间之差。
Claims (4)
1.压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,其特征在于包括固定工作台(7)、滑动工作台(8)、产生激波的激波管(1)、用于喷涂压敏涂料的激波管试验壁板(2)、用于监测激波扫过激波管试验区的动态压力传感器(3)、用于产生激励光的LED光源(4)、用于采集压敏涂料荧光强度信号的光电倍增管(5)、作为激波管光学试验窗口的石英光学玻璃窗(6),其特征在于所述的滑动工作台(7)滑动连接固定工作台(8),激波管(1)以激波管驱动段(9)与滑动工作台(7)固定连接,以激波管试验段置于固定工作台(8)上,石英光学玻璃窗(6)设在激波管(1)上,激波管试验壁板(2)通过激波管上试验壁板接口与激波管(1)连接,动态压力传感器(3)设置在激波管(1)内,提供激波管内压力,LED光源(4)和光电倍增管(5)设置在固定工作台(8)上,并与石英光学玻璃窗(6)相对,透过石英光学玻璃窗照射到激波管试验壁板。
2.根据权利要求1所述的压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,其特征在于所述的与激波管(1)上试验壁板接口连接的激波管试验壁板(2)可拆卸和更换,便于待检测的压敏涂料/温敏涂料可直接喷涂激波管测试试验区管腔内表面。
3.根据权利要求1所述的压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,其特征在于所述的设在激波管(1)上的石英光学玻璃窗(6)为测定装置的光学通道,也是激波管工作管腔的一部分。
4.压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量***,其特征在于包括下列步骤:
步骤一
将激波管试验壁板(2)从试验装置中分离出来,喷涂测试用压敏涂料/温敏涂料并干燥;
步骤二
将喷涂有测试涂料的激波管试验壁板(2)安装到激波管并做好密封;
步骤三
调整LED光源(4)、光电倍增管(5),使其处于正常运行状态,并使其通过石英光学玻璃窗(6)对准测试涂料的位置;
步骤四
打开光电倍增管(5)使激波管高压段充压至设计压力,使激波管(1)高压段与低压段之间的隔膜破裂产生激波;
步骤五
分析动态压力传感器记录的激波S到达测试位置的时间,分析光电倍增管记录的测试涂料荧光强度数据曲线,确定激波S扫过后涂料荧光强度达到定常状态下的90%的时间,获得测试涂料的压力/温度响应时间。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012105299561A CN103018220A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN2012105299561A CN103018220A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103018220A true CN103018220A (zh) | 2013-04-03 |
Family
ID=47967069
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN2012105299561A Pending CN103018220A (zh) | 2012-12-11 | 2012-12-11 | 压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN103018220A (zh) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104374761A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-25 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 脉冲激光加热法温敏涂料响应时间测量装置及测试方法 |
CN106501227A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法 |
CN106840102A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-13 | 浙江理工大学 | 气固两相激波管实验装置和实验方法 |
CN110057496A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 福州大学 | 一种适用于多组分猝灭气体的压敏漆校准***及校准方法 |
CN110987358A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种快响压敏漆动态标定装置 |
CN110987360A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于psp动态校准装置激波管测试*** |
CN111157496A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-15 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种psp动态校准装置的压敏漆样片测试*** |
CN111982339A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 一种负载温敏型标识物的检测试纸及制备方法和应用 |
CN112113702A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 基于非电导爆管驱动型激波管的压敏漆响应时间标定装置 |
CN114739626A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-07-12 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种基于快速响应压敏漆的旋转叶栅测压试验方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004070339A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-19 | Bae Systems Plc | Method of calibrating a pressure sensitive paint |
CN102539393A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-04 | 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 | 激波法压敏涂料压力响应时间测量*** |
CN102564694A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置 |
CN202939130U (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 激波法压敏涂料/温敏涂料压力/温度响应时间测量装置 |
-
2012
- 2012-12-11 CN CN2012105299561A patent/CN103018220A/zh active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004070339A1 (en) * | 2003-02-04 | 2004-08-19 | Bae Systems Plc | Method of calibrating a pressure sensitive paint |
CN102539393A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-04 | 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 | 激波法压敏涂料压力响应时间测量*** |
CN102564694A (zh) * | 2010-12-27 | 2012-07-11 | 中国航空工业第一集团公司沈阳空气动力研究所 | 一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置 |
CN202939130U (zh) * | 2012-12-11 | 2013-05-15 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 激波法压敏涂料/温敏涂料压力/温度响应时间测量装置 |
Non-Patent Citations (4)
Title |
---|
HIROTAKA SAKAUE ET AL.: "Time Response of Anodized Aluminum Pressure-Sensitive Paint", 《AIAA JOURNAL》 * |
J. P. HUBNER ET AL.: "Pressure-sensitive paint measurements in a shock tube", 《EXPERIMENTS IN FLUIDS》 * |
MASAHARU KAMEDA ET AL.: "Adsorptive pressure-sensitive coatings on porous anodized aluminum", 《MEAS SCI. TECHNOL.》 * |
张永存 等: "双分量压敏涂料技术的应用研究", 《空气动力学学报》 * |
Cited By (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104374761B (zh) * | 2014-11-28 | 2018-10-23 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 脉冲激光加热法温敏涂料响应时间测量装置及测试方法 |
CN104374761A (zh) * | 2014-11-28 | 2015-02-25 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 脉冲激光加热法温敏涂料响应时间测量装置及测试方法 |
CN106501227A (zh) * | 2016-10-25 | 2017-03-15 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法 |
CN106501227B (zh) * | 2016-10-25 | 2019-03-01 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | 基于压力敏感涂料探针分子荧光寿命的测量方法 |
CN106840102B (zh) * | 2016-12-13 | 2022-12-27 | 浙江理工大学 | 气固两相激波管实验装置和实验方法 |
CN106840102A (zh) * | 2016-12-13 | 2017-06-13 | 浙江理工大学 | 气固两相激波管实验装置和实验方法 |
CN110057496A (zh) * | 2019-05-24 | 2019-07-26 | 福州大学 | 一种适用于多组分猝灭气体的压敏漆校准***及校准方法 |
CN110987358A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种快响压敏漆动态标定装置 |
CN110987360A (zh) * | 2019-12-25 | 2020-04-10 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种用于psp动态校准装置激波管测试*** |
CN111157496A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-15 | 中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所 | 一种psp动态校准装置的压敏漆样片测试*** |
CN111982339A (zh) * | 2020-08-26 | 2020-11-24 | 中国烟草总公司郑州烟草研究院 | 一种负载温敏型标识物的检测试纸及制备方法和应用 |
CN112113702A (zh) * | 2020-09-23 | 2020-12-22 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 基于非电导爆管驱动型激波管的压敏漆响应时间标定装置 |
CN112113702B (zh) * | 2020-09-23 | 2021-04-06 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 基于非电导爆管驱动型激波管的压敏漆响应时间标定装置 |
CN114739626A (zh) * | 2022-06-13 | 2022-07-12 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种基于快速响应压敏漆的旋转叶栅测压试验方法 |
CN114739626B (zh) * | 2022-06-13 | 2022-09-09 | 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所 | 一种基于快速响应压敏漆的旋转叶栅测压试验方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103018220A (zh) | 压敏涂料压力响应时间及温敏涂料温度响应时间测量*** | |
CN107957276B (zh) | 基于频率漂移补偿的相位敏感光时域反射计及其测量方法 | |
CN102539393B (zh) | 激波法压敏涂料压力响应时间测量*** | |
CN101246026B (zh) | 光传感器询问***的方法和设备 | |
CN104864979B (zh) | 一种分布式拉曼光纤测温***测量误差的修正方法 | |
CN102135547B (zh) | 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术的气体流速测量仪 | |
RU2011110518A (ru) | Мониторинг канала | |
CN101943615A (zh) | 基于拉曼光反射的测温装置及方法 | |
CN109297581A (zh) | 一种用于补偿相位敏感光时域反射计中频率漂移的二次相位差分测量方法 | |
CN101833089A (zh) | 多普勒测风激光雷达灵敏度标定***及其标定方法 | |
Laurence et al. | Visualization of hypersonic boundary-layer transition on a slender cone | |
CN101794506B (zh) | 用于分布式光纤温度传感***中数据校准的方法及装置 | |
CN106872089A (zh) | 高量程动态压力测量装置及其测量方法 | |
CN102721824A (zh) | 针对具有低速且高加速度特征的质点速度测量方法及装置 | |
CN202939130U (zh) | 激波法压敏涂料/温敏涂料压力/温度响应时间测量装置 | |
Pan et al. | Distributed optical-fiber vibration sensing system based on differential detection of differential coherent-OTDR | |
CN210572755U (zh) | 一种基于多普勒展宽测量大气温度的激光雷达*** | |
CN203971261U (zh) | 用于矿井和地下管网的火灾防控*** | |
CN101520509B (zh) | 混沌光时域波形帧间比较测距方法 | |
CN103823175A (zh) | 一种基于otdr的光电探测电路频响特性测试方法 | |
CN202631153U (zh) | 带有自动补偿功能的单端口分布式光纤温度传感器 | |
CN209559469U (zh) | 基于拉曼散射的分布式光纤损耗测量*** | |
CN114034327B (zh) | 基于稀疏采样和人工神经网络的布里渊散射信号测量方法 | |
CN107389604B (zh) | 一种激光衰荡检测方法 | |
CN108181261A (zh) | 基于太赫兹时域光谱检测混合气体各组分含量的装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C05 | Deemed withdrawal (patent law before 1993) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20130403 |