CN104833477A - 一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针 - Google Patents

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李江
王光秋
蔡晋生
汲生成
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Abstract

本发明公开了一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，涉及实验空气动力学技术领域。该喷射式光谱探针包括可喷射放电气体的喷管、套设在喷管外部的两个环状电极和分别与两个环状电极电连接的电源，当接通电源时，喷管喷射的放电气体放电产生等离子体，并在喷管的出口形成能够在流场作用下发生偏折的发光羽流，用于反映本地流场的大小和结构。本申请利用等离子体放电产生发光羽流，在流场作用下羽流将发生偏折，从而可以示踪当地流场，结构简单，不需要向流场中注入示踪烟雾粒子，不会对风洞造成污染，有效降低了实验成本，特别适用于大型风洞情况，在测量翼型或叶栅的附面层流场的风洞实验中有重要意义。

Description

一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针
技术领域
本发明涉及实验空气动力学技术领域，尤其涉及一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针。
背景技术
流场测量是实验流体力学的重要技术。在飞机设计和相关研究中，需要进行大量的风洞实验，通常机翼模型表面的流场测量是风洞实验的重要内容之一。目前主要的流场测量手段是粒子影像测速(Particle image velocimetry,PIV)的技术。但对于大型风洞的情况，PIV技术也面临一些问题，比如需要在流场中注入大量示踪烟雾粒子，使实验成本大大增加，同时大量的烟雾粒子还可能对风洞造成污染。
基于以上所述，亟需一种新的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，以解决现有大型风洞流场不宜采用PIV技术进行测量，需要在流场中注入大量示踪烟雾粒子，容易对风洞造成污染，实验成本高等问题。
发明内容
本发明的目的是提出一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，该用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针结构简单，不需要向流场中注入示踪烟雾粒子，不会对风洞造成污染，有效降低了实验成本。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，包括可喷射放电气体的喷管、套设在所述喷管外部的两个环状电极和分别与所述两个环状电极电连接的电源，当接通电源时，所述喷管喷射的放电气体放电产生等离子体，并在喷管的出口形成能够在流场作用下发生偏折的发光羽流，发光羽流的偏折用于反映本地流场的大小和结构。
作为一种优选方案，所述喷管的侧壁上分布有多个喷孔，所述放电气体由所述多个喷孔喷入所述喷管内。
作为一种优选方案，所述两个环状电极的其中一个环状电极与所述电源的负极连接，另一个环状电极与所述电源的正极连接。
作为一种优选方案，与所述电源的负极连接的所述环状电极接地。
作为一种优选方案，所述两个环状电极的其中一个环状电极套接在所述喷管的出口端处。
作为一种优选方案，所述喷管采用绝缘材料制成。
作为一种优选方案，所述放电气体为氦气或氩气。
本发明的有益效果为：
本发明提供了一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，该用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针包括可喷射放电气体的喷管、套设在所述喷管外部的两个环状电极和分别与两个环状电极电连接的电源，当接通电源时，所述喷管喷射的放电气体放电产生等离子体，并在喷管的出口形成能够在流场作用下发生偏折的发光羽流，发光羽流的偏折用于反映本地流场的大小和结构。本发明利用等离子体放电产生发光羽流，在流场作用下羽流将发生偏折，从而可以示踪当地流场，结构简单，不需要向流场中注入示踪烟雾粒子，不会对风洞造成污染，有效降低了实验成本，特别适用于大型风洞情况，在测量翼型或叶栅的附面层流场的风洞实验中有重要意义。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的放电结构为双电极被介质阻挡型的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针的结构示意图；
图2是本发明实施例二提供的放电结构为单电极被介质阻挡型的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针的结构示意图；
图3是本发明实施例三提供的翼型或叶栅附面层流场测量装置的结构示意图。
其中：
1、喷管；2、环状电极；21、第一环状电极；22、第二环状电极；3、电源；4、放电气体；5、发光羽流。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供了一种放电结构为双电极被介质阻挡型的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，如图1所示，该用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针包括可喷射放电气体4的喷管1、套设在所述喷管1外部的两个环状电极2和分别与两个环状电极2电连接的电源3，当接通电源时，所述喷管1喷射的放电气体4放电产生等离子体，并在喷管1的出口形成能够在流场作用下发生偏折的发光羽流5，发光羽流5的偏折用于反映本地流场的大小和结构。
于本实施例中，作为优选方案，所述喷管1采用绝缘材料制成。所述放电气体4优选为氦气或氩气。所述喷管1的侧壁上分布有多个喷孔，所述放电气体4由所述多个喷孔喷入所述喷管1内。所述两个环状电极2包括均套设在所述喷管1外部的第一环状电极21和第二环状电极22，其中，第一环状电极21与电源3的负极连接，第二环状电极22与电源3的正极连接。作为优选方案，与电源3的负极连接的第一环状电极21接地。
于是，当接通电源3时，第一环状电极21与第二环状电极22之间形成一定电压差，当两个电极间的电压差上升至数千伏时，由所述喷管1侧壁上的喷孔喷射出的放电气体4在电场的作用下放电产生等离子体，并在所述喷管1的出口形成长度可达数厘米的发光羽流5。
当外部环境空气静止时，发光羽流5沿如图1所示的x向。当外部存在y方向的气流时，发光羽流5将受外部气流的影响，向y向偏折。若发光羽流5的轴心成一条直线，表明发光羽流5的探测范围是均匀流场；若发光羽流5的轴心成弧线，表明流场具有速度分布，发光羽流5在某点断裂或发生不稳定现象，表明流场在该点发生分离。当外部流场沿x方向时，发光羽流5不产生偏折，但如果在羽流范围内流动发生分离，则发光羽流5在分离点发生断裂或不稳定。当外部流场沿x方向时，能够测量的流速上限将更高。若在垂直于x方向的平面内架设光学成像设备用于记录发光羽流5的形状，则最终可根据记录的结果判断流场结构。
通过本实施例提供的喷射式光谱探针，利用等离子体放电产生发光羽流，在流场作用下羽流将发生偏折，从而可以示踪当地流场，结构简单，不需要向流场中注入示踪烟雾粒子，不会对风洞造成污染，有效降低了实验成本，特别适用于大型风洞情况，在测量翼型或叶栅的附面层流场的风洞实验中有重要意义。
实施例二
如图2所示，本实施例提供了一种放电结构为单电极被介质阻挡型的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，该实施例提供的喷射式光谱探针与实施例一所述的喷射式光谱探针的区别之处在于：
于本实施例中，在喷管1的出口端处套接金属喷管，该金属喷管同时也充当与电源3的负极连接的环状电极2。也就是说，该放电结构为单电极被介质阻挡型结构。本实施例的喷射式光谱探针的实验过程与实施例一所述的喷射式光谱探针的实验过程相似，在此不再赘述。
实施例三
如图3是本实施例提供的一种翼型或叶栅附面层流场测量装置的结构示意图。通过并列布置多个与实施例一所述的喷射式光谱探针结构相同的喷射式光谱探针用于测量翼型或叶栅附面层的流场，在测量翼型或叶栅附面层流场的风洞实验中，由多个喷管上的喷孔同时喷射放电气体，接入电源，则放电气体在各喷管的出口端形成各测量点的发光羽流，各测量点的发光羽流发声不同的偏折，通过偏折方向可判定翼型或叶栅附面层的流场结构。
在测量翼型或叶栅附面层流场的风洞实验中，可通过改变喷管的直径和放电气体的流量，改变发光羽流的长度，从而调节发光羽流所能测量的流场的空间范围。
本申请用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针技术即可用实施例一或实施例二所述的单探针形式测量空间某点附近的流场，也可采用实施例三所述的多探针结构测量翼型或叶栅附面层流场结构。该光谱探针技术结构简单，运行成本低廉，不会对风洞造成污染，将对流场测量技术的发展具有重要意义。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：包括可喷射放电气体(4)的喷管(1)、套设在所述喷管(1)外部的两个环状电极(2)和分别与所述两个环状电极(2)电连接的电源(3)，当接通电源时，所述喷管(1)喷射的放电气体(4)放电产生等离子体，并在喷管(1)的出口形成能够在流场作用下发生偏折的发光羽流(5)，发光羽流(5)的偏折用于反映本地流场的大小和结构。
2.根据权利要求1所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：所述喷管(1)的侧壁上分布有多个喷孔，所述放电气体(4)由所述多个喷孔喷入所述喷管(1)内。
3.根据权利要求1或2所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：所述两个环状电极(2)的其中一个环状电极(2)与所述电源(3)的负极连接，另一个环状电极(2)与所述电源(3)的正极连接。
4.根据权利要求3所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：与所述电源(3)的负极连接的所述环状电极(2)接地。
5.根据权利要求1所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：所述两个环状电极(2)的其中一个环状电极(2)套接在所述喷管(1)的出口端处。
6.根据权利要求1所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：所述喷管(1)采用绝缘材料制成。
7.根据权利要求1所述的用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针，其特征在于：所述放电气体(4)为氦气或氩气。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106714440A (zh) * 2017-02-24 2017-05-24 中国航天空气动力技术研究院 一种应用于高频感应等离子发生器起弧系统及起弧方法
CN111780946A (zh) * 2020-08-10 2020-10-16 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 基于电子束荧光技术的低密度风洞流场振动温度测量方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4950956A (en) * 1986-10-08 1990-08-21 Anelva Corporation Plasma processing apparatus
JPH05125546A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Canon Inc プラズマ処理装置
CN1340990A (zh) * 2000-05-08 2002-03-20 王望南 等离子体发生装置
JP2003260329A (ja) * 2002-03-11 2003-09-16 Sharp Corp ラジカル生成装置、物質除去装置及び空気浄化装置
CN1708204A (zh) * 2005-04-06 2005-12-14 大连理工大学 电容耦合大气压辉光放电等离子体发生装置
CN101232770A (zh) * 2008-01-25 2008-07-30 华中科技大学 介质阻挡放电等离子体喷流装置
CN203261565U (zh) * 2012-12-07 2013-10-30 常州中科常泰等离子体科技有限公司 低真空状态下的冷等离子体辉光放电发生器
CN103471808A (zh) * 2013-09-12 2013-12-25 中国科学院工程热物理研究所 基于介质阻挡放电原理的等离子体流动显示装置
CN103474311A (zh) * 2013-09-12 2013-12-25 中国科学院工程热物理研究所 基于辉光放电原理的等离子体流动显示装置
CN204575295U (zh) * 2015-05-12 2015-08-19 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4950956A (en) * 1986-10-08 1990-08-21 Anelva Corporation Plasma processing apparatus
JPH05125546A (ja) * 1991-11-06 1993-05-21 Canon Inc プラズマ処理装置
CN1340990A (zh) * 2000-05-08 2002-03-20 王望南 等离子体发生装置
JP2003260329A (ja) * 2002-03-11 2003-09-16 Sharp Corp ラジカル生成装置、物質除去装置及び空気浄化装置
CN1708204A (zh) * 2005-04-06 2005-12-14 大连理工大学 电容耦合大气压辉光放电等离子体发生装置
CN101232770A (zh) * 2008-01-25 2008-07-30 华中科技大学 介质阻挡放电等离子体喷流装置
CN203261565U (zh) * 2012-12-07 2013-10-30 常州中科常泰等离子体科技有限公司 低真空状态下的冷等离子体辉光放电发生器
CN103471808A (zh) * 2013-09-12 2013-12-25 中国科学院工程热物理研究所 基于介质阻挡放电原理的等离子体流动显示装置
CN103474311A (zh) * 2013-09-12 2013-12-25 中国科学院工程热物理研究所 基于辉光放电原理的等离子体流动显示装置
CN204575295U (zh) * 2015-05-12 2015-08-19 中国商用飞机有限责任公司北京民用飞机技术研究中心 一种用于测量翼型或叶栅表面流场的喷射式光谱探针

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106714440A (zh) * 2017-02-24 2017-05-24 中国航天空气动力技术研究院 一种应用于高频感应等离子发生器起弧系统及起弧方法
CN111780946A (zh) * 2020-08-10 2020-10-16 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 基于电子束荧光技术的低密度风洞流场振动温度测量方法
CN111780946B (zh) * 2020-08-10 2021-12-14 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 基于电子束荧光技术的低密度风洞流场振动温度测量方法

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