[发明专利]一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰

说明书

本发明公开了一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。该水冷光学测试法兰在水冷测试法兰的基础上进行了改进，在水冷测试法兰的测试接头上连接光学接头；光学接头的轴线上设置有光学玻璃，光学玻璃的两侧安装有靠近法兰的内密封圈和远离法兰的外密封圈，光学玻璃、内密封圈和外密封圈外套装有套螺母，套螺母的前端通过螺纹连接在测试接头上，套螺母的后端插入光纤。该水冷光学测试法兰结构简单，可靠性强，能够将压力高达10MPa、温度高达9000K的高超声速低密度风洞稳定段的高温高压气体产生的光引出至光学测量仪器上，为测量提供了设备基础。

技术领域

本发明属于高超声速风洞试验技术领域，具体涉及一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。

背景技术

在高超声速风洞，特别是高超声速低密度风洞和电弧风洞等高温高压风洞设备中，稳定段内的气体是高温高压气体，测量稳定段内气体的发射光谱或吸收光谱时，需要安装专用的水冷光学测试法兰，由于水冷光学测试法兰位于稳定段和喷管入口之间位置，在满足测量要求的基础上，必须尽量减少水冷测试法兰对高温高压气体参数的影响。

当前，亟需发展一种专用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰。

本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰，其特点是，所述的水冷光学测试法兰包括水冷接头、法兰、直水道、环形水道、测试接头和光学接头；

所述的法兰为一个圆环，圆环中心的空腔用于通过高超声速低密度风洞气流，在圆环的环壁内，设置有环形水道，在环形水道上开有均布的2m个垂直于环形水道的直水道，m≥1，直水道上连接有水冷接头，m个水冷接头外接冷却水进水管道，另外m个与冷却水进水管道一一对应的对称的水冷接头外接冷却水出水管道；在环形水道上还开有均布的2n个垂直于环形水道的通孔，n≥1，通孔上连接有测试接头，测试接头连接光学接头；

所述的法兰的圆环的环壁上均布有用于连接固定高超声速低密度风洞稳定段的螺栓孔，在圆环的环壁外表面一侧设置有凸台，另一侧设置有对应的凹台，凸台上开有环形密封槽，环形密封槽内安装有密封圈，凸台和凹台用于水冷测试法兰与高超声速低密度风洞稳定段连接时的定位和密封；

所述的法兰的圆环厚度范围为20mm～50mm；

所述的光学接头的轴线上设置有光学玻璃，光学玻璃的两侧安装有靠近法兰的内密封圈和远离法兰的外密封圈，光学玻璃、内密封圈和外密封圈外套装有套螺母，套螺母的前端通过螺纹连接在测试接头上，套螺母的后端插入光纤。

所述的水冷接头的进水压力范围为1MPa～5MPa。

所述的法兰的数量为N个，N≥1。

所述的水冷接头、法兰和测试接头的材质为不锈钢。

所述的内密封圈和外密封圈为铜密封圈或碳纤维密封圈。

所述的光学玻璃的材料为白宝石或蓝宝石。

本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰采用夹层水冷方式，测试接头内的测试管道置于水冷夹层之间，测试管道的对称布置保证了环形水道内的水流均匀，解决了水冷光学测试法兰测试口烧损问题，采用白宝石或蓝宝石作为光学玻璃提高了承压能力，能够将压力高达10MPa、温度高达9000K的高超声速低密度风洞稳定段的高温高压气体产生的光引出至光学测量仪器上，为测量提供了设备基础。

本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰能够拓展应用于其他高温高压管道的光路引出及观察。

附图说明

图1为本发明的用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷光学测试法兰的结构示意图(主视图)；