[发明专利]一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置

说明书

技术领域

本发明是一种在压敏涂料样片上产生一定频率脉动压力，测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置，属于航空气动力实验技术领域。

背景技术

使用常规测压方法完成试验模型表面的非定常压力场的测量是非常复杂的试验技术问题。压敏涂料测压技术是目前世界上比较先进的非接触测压试验技术，被视为二十一世纪最具发展潜力的试验技术之一。该技术具有用非接触的测量方法快速获取在定常流动或非定常流动状态下模型表面的连续压力分布的优点。而利用压敏涂料测压技术得到的非定常压力结果能否很好地反映真实的压力变化情况很大程度上取决于所使用的压敏涂料对压力变化的响应时间，所以在进行非定常压力测量试验之前，试验人员需要首先获得将要使用的压敏涂料的响应时间。因此，我们决定设计一套装置，用于测量压敏涂料对压力变化的响应时间。

发明内容

本发明的目的，是提供一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置，能精确测定被测压敏涂料对压力变化的响应时间，提高压敏涂料的质量。

采用的技术方案

一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置，包括支撑台架、脉动压力发生器、有压气源、驱动电机和荧光强度测量系统。

所述脉动压力发生器，包括外壳体，沿周向均匀开设有多个通气孔的配气盘；外壳体的前端盖上开设有一个出气孔，在外壳体的上端盖上开设有进气孔，在外壳体的后端盖的中心部位开设有轴孔；配气盘设置在外壳体内，配气盘的转轴后端穿过外壳体后端盖上的轴孔后通过联轴器与驱动电机的输出轴连接；外壳体上端盖上的进气孔通过管路与有压气源连接；脉动压力发生器、驱动电机设置支撑台架的面板上；

所述的荧光强度测量系统，包括动态压力传感器、光源、光电倍增管和样片夹持器；动态压力传感器、光源、光电倍增管和样片夹持器按设计要求分别固定在支撑台架的面板上。

本发明的工作原理：

参见图3，当压敏涂料所感受的压力发生变化时，在t0时刻，压力由原来的p1变化到p2，这时压敏涂料受激发射出的荧光强度还不能马上由p1所对应的光强值I1变化到p2所对应的光强值I2，这是因为压敏涂料存在响应时间的缘故，等到t1时刻光强才能变化到p2所对应的光强值I2。也就是说，当t0时刻压力发生变化后，压敏涂料需要t1-t0这么长的时间才能够真实地反映出压力的变化，即压敏涂料对压力变化的响应时间为t1-t0。

在对压敏涂料对压力变化响应时间进行测试时，将压敏涂料样片由样片夹持器固定，参见图1。

脉动压力发生器通过管道与气源相连，使其中充满一定压力的气体。脉动压力发生器中的沿着周向均匀开有小孔的圆盘，圆盘通过一根轴连接到驱动电机上。在脉动压力发生器的前端盖板上开有一个出气孔。当驱动电机工作时，圆盘旋转，圆盘上的小孔依次通过盖板上的出气孔，当圆盘上的小孔与出气孔相对时，脉动压力发生器的内腔与外界连通，脉动压力发生器喷出气流，当圆盘上的小孔与出气孔完全错开时，脉动压力发生器的内腔与外界隔离，气流中断。当驱动电机以一定的转速旋转时，脉动压力发生器就产生了一定频率的脉冲气流。气流吹在置于样片夹持器并涂有压敏涂料的样片上，使其上的压力产生一定频率的脉动变化。利用光源对样片进行照射，样片上的压敏涂料受激发射出荧光，用动态压力传感器和光电倍增管分别对样片表面压力和压敏涂料受激发射出的荧光强度进行测量，分别得到压力变化曲线和光强变化曲线（如图4所示）。从图中可以看出，t2-t1就是压敏涂料的响应时间，另外因为压力和光强都是周期性变化的，所以我们可以通过对响应时间多次平均来得到更加准确的结果。

本发明结构简单，测量压敏涂料对压力变化响应时间精确，通过使用本发明能提高压敏涂料的生产质量。

附图说明

图1是本发明的一种实施例的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图3是涂料对压力变化响应时间示意图。

图4是压力变化曲线和光强变化曲线示意图。

具体实施方式

一种测量压敏涂料对压力变化响应时间的装置，包括支撑台架1、脉动压力发生器2、驱动电机3、有压气源4和荧光强度测量系统；脉动压力发生器4和驱动电机3固定在支撑台架1的面板5上；脉动压力发生器4，包括外壳体6和

配气盘7，外壳体6的前端盖上开设有出气孔8，外壳体6的上端盖上开设进气孔9，外壳体的后端盖上有轴孔，配气盘7沿周向开设有多个通气孔10，配气盘7装设在外壳体6内，配气盘7的转轴11后端穿过外壳体后端盖上的轴孔后通过联轴器12与驱动电机3的输出轴连接，配气盘7旋转时，配气盘7上的多个通气孔10依次与外壳体6前端盖上的出气孔8连通；外壳体6上端盖上的进气孔9通过管路13与有压气源4连接；荧光强度测量系统，包括动态压力传感器14、光源15、光电倍增管16和样片夹持器17；动态压力传感器14、光源15、光电倍增管16和样片夹持器17按设计要求分别固定在支撑台架1的面板5上，压敏涂料样片18由样片夹持器17夹持。