[发明专利]一种相变发动机尾焰温度测试装置及控制方法

说明书

本发明公开了一种相变发动机尾焰温度测试装置及控制方法，该装置包括发动机燃烧室、喷气口、温度校准传感器、红外测温仪和控制器，控制器用于采集多个气体温度传感器感应到的相变发动机尾焰的初始温度和瞬时温度、接收红外测温仪监测到的初始温度和瞬时温度，计算出修正后的实际温度；按照设置的采样频率的时间间隔来记录相变发动机尾焰的温度并绘制出温度‑时间变化曲线。本发明可自动对红外测温仪的测量数据进行校准，实时记录尾焰温度的过程变化；准确测量相变发动机尾焰温度；通过对测量数据进行分析研究，可修正相变发动机的设计、调整推进剂燃料配比、优化发动机红外辐射特性等；温度平均值的算法可以更大地消除安装过程中的人为偏差。

技术领域

本发明涉及相变发动机温度测试领域，尤其公开了一种相变发动机尾焰温度测试装置及控制方法。

背景技术

尾焰是飞行器发动机喷射的高温、高速气流，对研究飞行器尾焰的红外辐射特性有着重要的意义，可为红外防护提供可靠数据。而研究尾焰的红外辐射强度必须要获知尾焰的温度场、压力场及尾焰成分等。研究尾焰的温度、压力、成分等对于更好的进行尾焰的红外隐身技术具有重要的意义。发动机火焰温度是燃烧过程的重要热力参数之一。目前有资料显示对导弹火焰温度测试技术有一定研究；而且对于各种战术、战略武器系统的设计来说，发动机燃气流的火焰温度将直接影响着设计的指标和达到设计指标的途径；发动机喷口的温度，对喉衬材料的选取、增加比冲具有重要的意义。

在发动机喷出的尾焰温度测试中，由于最高温度可达700℃左右，通常采用红外测温仪进行非接触测量，并通过红外测温仪的显示窗口显示尾焰的测量温度。现有技术中，先通过红外测温仪的光学镜头调整焦距锁定尾焰测量点的激光光斑，再通过设置面板设置相应参数，最后在窗口中显示尾焰测量的温度。专利CN1080511011A公开了一种基于STM32单片机的发动机温度测试系统，包括PCB板载电路、热电偶和上位机，PCB板载电路包括STM32主控制器模块、模拟放大电路模块、冷端补偿模块、串口电路模块、LCD液晶屏显示模块、FlASH数据存储模块、nRF-2.4G无线传输模块、晶振模块和复位模块，模拟放大电路模块用于将热电偶和冷端补偿模块所测的温度信号进行放大并传送给STM32主控制器模块，LCD液晶屏显示模块用于实时显示温度，FlASH数据存储模块用于存储温度数据。现有技术中，存在以下缺陷：1、无法确定被测物体表面温度的准确度；2、人为设置温度参数比较繁琐；3、不能记录温度的过程变化。

因此，现有发动机温度测试系统存在的上述缺陷，是一件亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供了一种相变发动机尾焰温度测试装置及控制方法，旨在解决现有发动机温度测试系统存在的上述缺陷的技术问题。

本发明的一方面涉及一种相变发动机尾焰温度测试装置，包括发动机燃烧室、喷气口、温度校准传感器、红外测温仪和控制器，其中，

喷气口与发动机燃烧室相接通，用于喷射相变发动机尾焰；

温度校准传感器的数量为多个，多个温度校准传感器周向置于喷气口的出口处，用于在各个方向上感应相变发动机尾焰的温度来校准相变发动机安装位置；

红外测温仪设于发动机燃烧室的前方，用于监测相变发动机尾焰红外测温点的尾焰温度；

控制器分别与多个气体温度传感器和红外测温仪相连接，用于采集多个气体温度传感器感应到的相变发动机尾焰初始温度和瞬时温度、接收红外测温仪监测到的初始温度和瞬时温度，计算出相变发动机尾焰修正后的实际温度；按照设置的采样频率的时间间隔来记录相变发动机尾焰的温度并绘制出温度-时间变化曲线。

进一步地，温度校准传感器采用四个气体温度传感器，四个气体温度传感器周向安置于喷气口出口处的上、下、左、右四个方向。

进一步地，相变发动机尾焰温度测试装置还包括第一自复位标定开关和第二自复位标定开关，