CN203191313U - 一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段 - Google Patents
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Abstract
激光辐照测量的切向气流调节试验段，包括气道和位于气道出气口处的测试材料放置区；所述气道的出气方向平行于放置在测试材料放置区的测试材料外表面，所述气道出气口处有气流整形区，所述气流整形区内径小于气道其他区域内径，所述气流整形区的气流通路紧贴所述测试材料放置区。本实用新型提出了一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，将外接气源产生的气流通过气道整形后，输出速度和方向都较稳定的气流，气道出口与测试材料放置区紧邻，保证测试材料放置区稳定的切向气流，特殊设计的气流整形区使气道气流不仅紧贴试验区域即测试材料放置区，而且对气流速度实现了较好的调节。
Description
技术领域
本发明涉及一种测量装置，特别是涉及一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段。
背景技术
激光与材料的相互作用都首先是从材料对入射激光能量反射和吸收开始的，材料对激光的初始反射特性与激光工作体制（连续、脉冲、重频等）、激光波长、入射角度，以及材料种类、表面状况、辐照环境等因素有关。在激光加工、表面清洗等作用过程中，通过各种耦合机制吸收激光能量的材料将产生热学、力学、化学等响应，材料的这些物理、化学等响应导致其表面性质发生变化，将反过来影响材料对激光能量的反射特性。可见，影响材料在激光辐照过程中反射率变化的因素很多，且时常是多种影响因素耦合在一起，故很难从理论的角度对其进行定量描述，目前，主要依靠实验的方法对材料激光辐照过程中反射率的变化情况进行测量。因此，发展或改进反射率实验测试装置就成为激光技术应用领域中较为重要的工作。
当待测材料表面存在气流时，将影响材料对激光能量的吸收效率，最后对加热效果产生影响，这在定性上不难理解，但在如何定量测量气流作用对激光加热的影响，以及由于该影响导致的材料反射率参数的变化，仍然是测量材料在气流作用下反射率参数所需要解决的问题。
目前，从国内外公开报道的文献来看，以建立或改进适用于静态环境下，材料激光反射率测量装置或测试技术为主，测量时为在测试材料安置区形成均匀的切向气流，需要性能稳定的气流发生器，测量时希望在贴近测试材料辐照表面处气流速度恒定均一，所谓切向气流，即气流方向平行于光滑材料表面方向，目前尚未见到专用于激光辐照测量领域并可在材料被测表面提供切向气流的装置。
发明内容
为克服现有技术存在的技术缺陷，提供一种在激光辐照材料实验时，在材料辐照表面形成切向气流的装置，本实用新型公开一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段。
本实用新型所述应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，包括气道和位于气道出气口处的测试材料放置区；所述气道的出气方向平行于放置在测试材料放置区的测试材料外表面，所述气道出气口处有气流整形区，所述气流整形区内径小于气道其他区域内径，所述气流整形区的气流通路紧贴所述测试材料放置区。
优选的，所述气流整形区内径均一。
优选的，所述气流整形区气流通路前后部内径大于气流整形区气流通路中部内径。
优选的，所述气流整形区与气道其他区域为流线形过渡。
优选的，所述测试材料放置区为敞开式。
优选的，所述试验段还包括用于与测量仪器固定连接的螺栓或卡槽。
优选的，所述测试材料放置区为带圆形或正多边形凹槽的平面。
本实用新型提出了一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，将外接气源产生的气流通过气道整形后，输出速度和方向都较稳定的气流，气道出口与测试材料放置区紧邻，保证测试材料放置区稳定的切向气流，特殊设计的气流整形区使气道气流不仅紧贴试验区域即测试材料放置区，并且对气流速度实现了较好的调节。本实用新型将气流调节装置与测试材料放置区一体化固定连接设计，保证气流方向与出口符合实验要求而无需重复调整，减小了实验前的准备工作量。
附图说明
图1是本实用新型实施例1的示意图；
图2是本实用新型实施例1的示意图；
各图中附图标记为1.气道2.半椭球反射计3.气道进气口4.气道出气口5.气流整形区6.测试材料放置区7.半椭球反射计焦点。
具体实施方式
一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段（以下简称试验段），包括气道和位于气道出气口处的测试材料放置区；所述气道1的出气方向平行于放置在测试材料放置区6的测试材料外表面，
所述气道出气口4处有气流整形区5，所述气流整形区内径小于气道其他区域内径，所述气流整形区的气流通路紧贴所述测试材料放置区。
本实用新型所述的试验段包括气道，使用时气道的入口与气源连接，气道出口用于输出实验所用的切向气流，测试材料放置区位于气道出口处，使激光辐照时，在辐照面就近取得稳定的切向气流，气道的出气方向平行于放置在测试材料放置区6的测试材料外表面，所谓外表面即测试材料朝外的一面，也就是实验时激光的辐照面和反射面。
试验段气道的出气口处有气流整形区，气流整形区为一段内径相对气道其他区域收缩的气流通路，即气流整形区内径小于气道其他区域内径，并且气流整形区的气流通路紧贴测试材料放置区一侧，以便测试材料辐照面取得均匀气流。气流整形区与气道其他区域优选为流线型过渡连接，以避免气道内气流紊乱。
测试材料放置区6用于在实验时放置测试材料，可以为沿气流走向延伸出来的一块与气道侧壁无缝连接的平面，平面上设置凹槽，凹槽形状可以是圆形、矩形和正多边形以放置不同形状的测试材料。测试材料放置区优选为敞开式设计，即测试材料放置区表面没有气道侧壁等遮掩物，方便激光直接照射在测试材料上。
试验段可以用不锈钢等金属制造，为便于使用，试验段上还有用来与测量仪器连接的螺栓或卡槽等固联结构。
如图1示出本实用新型的实施例1，试验时试验段与半椭球反射计安装在一起，气流从气道进气口进入，所述气道在靠近气道出口处时内壁呈流线型收缩内径，形成气道整形区，气流整形区内径收缩后内壁沿气流方向平行延伸，使气流整形区内径均一。根据风洞设计原理，当气体具备一定的总压和喷管形式(超音速气流才需要)，并且满足流量要求时，即可在试验段形成所需要的稳定性均匀气流。采用这种形状的气流整形区，可以在气道出口处形成稳定的亚声速气流。半椭球反射计焦点落在测试材料放置区的测试材料外表面上，当测试材料表面形成稳定切向气流后，将激光从半椭球反射计外射向该焦点，即可开始测量。
如图2示出本实用新型的实施例2 ，与实施例1的区别在于，所述气流整形区气流通路前后部内径大于气流整形区气流通路中部内径。实施例2的气流整形区形状可以在气道出口处形成稳定的超音速气流。
本实用新型提出了一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，将外接气源产生的气流通过气道整形后，输出速度和方向都较稳定的气流，气道出口与测试材料放置区紧邻，保证测试材料放置区稳定的切向气流，特殊设计的气流整形区使气道气流不仅紧贴试验区域即测试材料放置区，并且对气流速度实现了较好的调节。本实用新型将气流调节装置与测试材料放置区一体化固定连接设计，保证气流方向与出口符合实验要求而无需重复调整，减小了实验前的准备工作量。
前文所述的为本发明的各个优选实施例，各个优选实施例中的优选实施方式如果不是明显自相矛盾或以某一优选实施方式为前提，各个优选实施方式都可以任意叠加组合使用，所述实施例以及实施例中的具体参数仅是为了清楚表述发明人的发明验证过程，并非用以限制本发明的专利保护范围，本发明的专利保护范围仍然以其权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1. 一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，包括气道和位于气道出气口处的测试材料放置区（6）；所述气道的出气方向平行于放置在测试材料放置区（6）的测试材料外表面，其特征在于：
所述气道出气口（4）处有气流整形区（5），所述气流整形区（5）内径小于气道其他区域内径，所述气流整形区的气流通路紧贴所述测试材料放置区。
2.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述气流整形区（5）内径均一。
3.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述气流整形区（5）气流通路前后部内径大于气流整形区气流通路中部内径。
4.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述气流整形区（5）与气道其他区域为流线形过渡。
5.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述测试材料放置区（6）为敞开式。
6.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述试验段还包括用于与测量仪器固定连接的螺栓或卡槽。
7.根据权利要求1所述的应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段，其特征在于：所述测试材料放置区（6）为带圆形或正多边形凹槽的平面。
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| CN 201320195158 CN203191313U (zh) | 2013-04-18 | 2013-04-18 | 一种应用于激光辐照测量的切向气流调节试验段 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108731902A (zh) * | 2018-05-30 | 2018-11-02 | 西北核技术研究所 | 激光与表面气流联合破坏效应的试验***及方法 |
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