[发明专利]超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台

权利要求书

1.一种超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，包括第一隔腔(1)、第二隔腔(2)、激光光源(3)、激光器(4)、半透半反镜(5)、波前探测装置(6)、第一位置探测器(7)、光阑(8)和CCD相机，所述第一隔腔(1)密封安装在风洞设备实验段的上侧板上，所述第二隔腔(2)密封安装在风洞设备实验段的下侧板上，且所述第一隔腔(1)和第二隔腔(2)相对设置，所述激光光源(3)位于所述第二隔腔(2)的外侧，用于发出连续激光，所述光阑(8)设置在所述第二隔腔(2)内并位于连续激光的传输路径上，用于调节光学孔径的大小，所述半透半反镜(5)位于所述第一隔腔(1)的外侧，用于将穿过第二隔腔(2)和第一隔腔(1)后的连续激光分为两条传输光路，所述第一位置探测器(7)和波前探测装置(6)分别位于两条光路上，所述第一位置探测器(7)用于获取MP测试所需的信息，所述波前探测装置(6)用于获取波前测试所需的信息，所述激光器(4)位于所述第一隔腔(1)的外侧，用于发出激光脉冲，CCD相机位于所述第二隔腔(2)的外侧，用于拍摄超声速气流中示踪粒子的粒子图像并获取NPLS测试和PIV测试所需的信息。

2.如权利要求1所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，还包括多通道高精度同步控制器，所述多通道高精度同步控制器分别与CCD相机、波前探测装置(6)、第一位置探测器(7)和风洞的压力传感器连接，在进行测试时，所述多通道高精度同步控制器利用风洞的压力传感器检测到风洞开始运行时的压力跃升信号作为同步控制触发信号，并延长预设时间后控制CCD相机、波前探测装置(6)、第一位置探测器(7)进行同步采集。

3.如权利要求1所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述激光器(4)发出的激光脉冲波长为532nm，所述激光光源(3)发出的连续激光波长为632.8nm，所述CCD相机的镜头前方安装有包含632.8nm波段的陷波滤光片，用于消除连续激光对NPLS测试和PIV测试的干扰。

4.如权利要求1所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述激光光源(3)和光阑(8)之间还设置有用于缩束和滤波的空间滤波器(9)。

5.如权利要求1所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，还包括用于记录环境及测试系统噪声的第二位置探测器(10)，为后期对第一位置探测器(7)的记录数据进行数据噪声滤除提供依据。

6.如权利要求1所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述第一隔腔(1)包括实验模型(11)、立刀(12)、光学隔腔(13)和光学玻璃(14)，所述光学隔腔(13)的顶部密封安装在风洞实验段的上侧板上，所述立刀(12)安装在所述风洞实验段的上侧板上并位于所述光学隔腔(13)的前方，所述实验模型(11)密封安装在所述立刀(12)和光学隔腔(13)的底部，所述实验模型(11)上开设有玻璃安装孔，所述光学玻璃(14)密封安装在所述玻璃安装孔内。

7.如权利要求6所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述立刀(12)的前缘夹角为15°～30°。

8.如权利要求6所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述光学玻璃(14)带有台阶，所述实验模型(11)上的玻璃安装孔为台阶孔，所述光学玻璃(14)的台阶面与所述玻璃安装孔的台阶面之间设置有第一密封圈(141)，所述光学玻璃(14)的顶面与所述光学隔腔(13)的底面之间设置有第二密封圈(142)。

9.如权利要求8所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述光学隔腔(13)的顶面与风洞实验段的上侧板之间设置有第三密封圈(131)，所述光学隔腔(13)的底面与所述实验模型(11)之间设置有第四密封圈(132)。

10.如权利要求6所述的超声速流场气动光学效应风洞综合测试平台，其特征在于，所述实验模型(11)为超声速气膜实验板，所述超声速气膜实验板包括带后台阶的实验板(111)、超声速气膜形成喷管(112)和超声速气膜供气管路(113)，所述带后台阶的实验板(111)密封安装在所述光学隔腔(13)和立刀(12)上，所述超声速气膜形成喷管(112)可拆卸地密封安装在所述带后台阶的实验板(111)上，所述超声速气膜供气管路(113)安装在所述带后台阶的实验板(111)上，所述超声速气膜供气管路(113)分别与外部气源、所述超声速气膜形成喷管(112)连通，用于为超声速气膜形成喷管(112)提供冷却气体。