[发明专利]入射角可变多层式大气湍流模拟装置

说明书

本发明公开了一种入射角可变多层式大气湍流模拟装置，包括用于构成多层湍流通道的下底板、上顶板和活动隔板，活动隔板可根据实验需要在导轨上活动，用以维持活动隔板之间平行并测量长度参数的工型尺、产生热风式湍流的送风模块、测量内部湍流特性的传感器模块。本发明的送风模块数量、活动隔板尺寸和位置可调整，且具有多个嵌套板，能够适用于模拟更多分层式大气湍流状况，并能灵活调节光学窗口和激光束所成的夹角，且在调节的过程中，利用了平行四边形原理使得激光束所通过的湍流部分的路程不变；本发明传感器模块安装和移动方便，且装置上带有刻度尺，便于读取长度。

技术领域

本发明涉及大气湍流模拟装置，尤其涉及一种入射角可变多层式大气湍流模拟装置。

背景技术

在大气中进行激光传输的过程中，激光束除了受到大气的吸收和散射外，还容易受到大气湍流的影响。激光束可能发生闪烁、漂移、到达角起伏和波奇畸变等现象。而我们对大气湍流的处理方法是假定在激光传输的路径上湍流的统计特性是一致的。然而在实际情况下，当激光束在天顶角接近90度的情况下，在近地面传输时，由于大气温度受下垫面的影响十分明显，激光束极有可能穿过多层不同温度和风速的大气湍流。而这种多层式的湍流又会对入射角不同的激光束产生不同的影响。激光在不同的风速和温度湍流中受到不同程度的影响，而这些影响可能存在叠加或者抵消。而激光束在两层湍流之间会发生折射，导致激光束的到达角起伏变化幅度增大。目前国内外的大气湍流模拟装置主要集中在通过不同的方式例如热风式和受迫对流式来生成大气湍流，或者是通过加入控制系统来更好地控制大气湍流，但是目前还没有用于模拟不同的入射角下激光在多层大气湍流中传输的大气湍流模拟装置。

发明内容

为模拟不同入射角下激光在多层大气湍流中的传播情况，本发明提出了一种入射角可变多层式大气湍流模拟装置，具体技术方案如下：

一种入射角可变多层式大气湍流模拟装置，其包括下底板1、支柱2、上顶板3、活动隔板4、工型尺5、送风模块6和传感器模块7，所述的支柱2的两端分别与所述的下底板1和所述的上顶板3固定连接；多个所述的活动隔板4垂直夹设在所述的下底板1和所述的上顶板3之间，并与所述的下底板1和所述的上顶板3共同形成若干两端开口的气流管道，用于通过空气湍流；所述的活动隔板4靠近所述下底板1的一面上有缺口，所述的工型尺5穿过所述的缺口并卡接在所述的下底板1上；所述的送风模块6夹设在所述的活动隔板之间，并与控制器相连，所述的传感器模块7放置于所述的管道内部。

进一步的，所述的下底板1和所述的上顶板3对应位置均设置有凹槽，用于作为所述的活动隔板4的导轨；所述的下底板1上与所述的活动隔板4平行的侧边上印有刻度，用于显示所述的工型尺5与所述的凹槽之间的距离。

更进一步的，所述的活动隔板4包括伸缩外板401、伸缩内板402、旋转柱403、光学窗口板404和导气尾板405，所述的伸缩外板401滑动地嵌套在所述的伸缩内板402上，从而可以通过改变板面的长度适应不同尺寸和不同位置的所述的送风模块6，并将空气湍流导入到平行的所述的活动隔板4之间；所述的旋转柱403两端嵌入到所述的下底板1和所述的上顶板3所述的凹槽中，所述的旋转柱403可在所述的凹槽中滑动；所述的伸缩内板402与所述的光学窗口板404均连接在所述的旋转柱403上，并可绕所述的旋转柱403旋转；所述的导气尾板405与光学窗口板404铰接连接，所述的缺口位于所述的导气尾板405上，且靠近铰接处；所述的工型尺5穿过所述导气尾板405上的所述的缺口。

进一步的，所述的传感器模块7包括装有蓄电池、单片机和蓝牙模块的主体部分701、固定于所述主体部分701上的吸盘702、温度传感器703和风速传感器704，所述的吸盘(702)用于将所述的传感器模块7固定于所述的管道壁上，所述的传感器模块7实时监测所述的管道内部的风速和温度，并且将信息通过所述的蓝牙模块实时传递到所述的控制器上。

进一步的，所述的工型尺5两端的厚度大于中间段，从而使其有刻度的边与所述的下底板1有刻度的边线垂直，同时使所述的工型尺5能够沿着边线滑动。