CN107505292A - 一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法。该红外透过率测量装置包括：真空罐体、真空发烟腔、管道、真空泵、过滤器和玻璃纤维滤膜；所述真空发烟腔固定设置在所述真空罐体的外侧表面，所述真空发烟腔与所述真空罐体连通，所述玻璃纤维滤膜设置于所述真空发烟腔与所述真空罐体的连接处；所述真空罐体和所述真空泵通过所述管道相连，所述过滤器设置于所述管道与所述真空泵的连接处；所述真空泵用于调节所述真空罐体中的真空度；在所述真空发烟腔内设置有点火装置，用于点燃红外干扰烟幕发烟剂从而产生红外干扰烟幕。本发明公开的红外透过率测量装置及方法可以针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率的测试。

Description

一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法

技术领域

本发明涉及红外干扰烟幕效果检测技术领域，特别是涉及一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法。

背景技术

红外干扰烟幕在大气层主战场上是重要的隐身干扰手段。同样地，红外干扰烟幕也可用于外层空间战场目标红外隐身干扰，即在目标与来袭导弹或观瞄探测光路上抛撒红外干扰材料形成红外干扰烟幕，利用红外干扰对目标红外辐射的消光作用而达到红外隐身干扰目的。外层空间为真空微重力环境，没有空气，红外干扰烟幕作为红外干扰材料形成的“干扰云团”不再是大气层中所言的分散介质为空气、分散相为干扰材料的“气溶胶”的物质，而是一种“多粒子悬浮体系”，因此需要对红外干扰烟幕的红外透过率进行测试，以便为红外干扰材料的研制与有效性分析提供依据。真空中红外干扰烟幕的红外透过率测试可在自然真空环境和人工真空环境中完成，但采用自然真空手段进行红外干扰烟幕的红外红外透过率测试需将红外干扰材料散布于地球大气层中上部或外层空间中，具有实验费用昂贵、实验次数有限、实验设备的使用受到限制等诸多问题，适用性不足。

为了更便于进行真空中红外干扰烟幕的红外透过率测试，研发人员转向通过制造人工真空环境来完成真空中红外干扰烟幕的红外透过率测试。陈宁等人提出一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率的测试装置，包括真空模拟系统、光谱辐射计和计算机处理系统三大部分，其中真空模拟系统由真空罐、真空泵及真空表组成，然而该装置无法实现针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率的测试。

发明内容

本发明的目的是提供一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法，可以针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率的测试。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，包括：真空罐体、真空发烟腔、管道、真空泵、过滤器和玻璃纤维滤膜；

所述真空发烟腔固定设置在所述真空罐体的外侧表面，所述真空发烟腔与所述真空罐体连通，所述玻璃纤维滤膜设置于所述真空发烟腔与所述真空罐体的连接处；所述真空罐体和所述真空泵通过所述管道相连，所述过滤器设置于所述管道与所述真空泵的连接处；所述真空泵用于调节所述真空罐体中的真空度；

在所述真空发烟腔内设置有点火装置，用于点燃红外干扰烟幕发烟剂从而产生红外干扰烟幕。

可选的，所述点火装置为激光点火装置。

可选的，所述真空罐体的中下部设置有真空度测量口，真空表通过所述真空度测量口测量所述真空罐体的真空度。

可选的，在所述真空发烟腔的腔壁上设置有燃料取放口，所述红外干扰烟幕发烟剂通过燃料取放口投放到所述真空发烟腔中。

可选的，在所述真空罐体的顶部设置有光照灯，所述光照灯用于提供照明。

可选的，在所述真空罐体的下部设置有排气口，在所述真空罐体的底部设置有排污口。

可选的，在所述真空罐体的中部设置有至少一个观察窗组；每个所述观察窗组包括两个观察窗，每个所述观察窗组中的所述两个观察窗以所述真空罐体的竖直中心线为轴呈对称分布。

本发明还公开了一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量方法，应用于所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置；所述红外透过率测量方法包括：

将孔径大小为待测粒度区间的红外干扰烟幕的粒径上限的玻璃纤维滤膜放置于所述真空发烟腔与所述真空罐体的连接处，将所述过滤器的过滤孔径设置为所述待测粒度区间的所述红外干扰烟幕的粒径下限；

将所述红外干扰烟幕发烟剂通过所述燃料取放口投放到所述真空发烟腔中；

开启真空泵，调整所述真空罐体中的真空度，当所述真空罐体中的真空度为第一设定阈值后关闭所述真空泵；

在所述观察窗组中的一个观察窗处向所述真空罐体中发射预设波长的红外光，在所述观察窗组的另一个观察窗处检测红外辐射亮度，得到发烟前辐射亮度；

开启所述点火装置点燃所述红外干扰烟幕发烟剂从而产生所述红外干扰烟幕，粒径大小小于所述粒径上限的所述红外干扰烟幕通过所述玻璃纤维滤膜进入到所述真空罐体中；

开启所述真空泵，所述真空罐体内的气体通过所述管道和所述过滤器吸入真空泵，粒径大小小于所述粒径下限的所述红外干扰烟幕通过所述过滤器进入所述真空泵中；

当所述真空罐体内的真空度达到第二设定阈值后关闭所述真空泵；

待所述真空罐体内的所述红外干扰烟幕分散均匀后再次检测红外辐射亮度，得到发烟后辐射亮度；

计算所述发烟后辐射亮度与所述发烟前辐射亮度的比值得到针对预设波长的红外光的待测粒度区间的红外干扰烟幕的红外透过率。

根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：本发明公开的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置及方法，在真空发烟腔和真空罐体之间设置玻璃纤维滤膜，在真空罐体与真空泵之间设置过滤器，从而使得真空罐体内可以保留特定粒径区间的红外干扰烟幕，实现了针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率的测试，为红外干扰材料的研制与有效性分析提供了极大的技术支持。并且本发明的技术方案在真空发烟腔中点火，在真空罐体中进行透过率检测，将点火部分和检测部分分开，避免了点火过程对真空环境的影响，并且采用激光点火的点火方式，无须外部环境的介入，更大大降低对真空环境的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置实施例的装置结构图；

图2为本发明应用于该真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置的真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量方法的方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，本领域普通技术人员在没有做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。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置实施例的装置结构图。

参见图1，该真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，包括：真空罐体1、真空发烟腔2、管道3、真空泵4、过滤器5和玻璃纤维滤膜6；

所述真空罐体1和所述真空泵4安装在一个机架7内，所述机架7分为上下两层，所述真空罐体1安装于所述机架7的上层，所述真空泵4安装于所述机架7的下层；

所述真空罐体1由不锈钢材料制成；

所述真空发烟腔2固定设置在所述真空罐体1的外侧表面，所述真空发烟腔2与所述真空罐体1连通，所述玻璃纤维滤膜6设置于所述真空发烟腔2与所述真空罐体1的连接处；所述真空罐体1和所述真空泵4通过所述管道3相连，所述过滤器5设置于所述管道3与所述真空泵4的连接处；所述真空泵4用于调节所述真空罐体1中的真空度；

本发明在真空发烟腔2和真空罐体1之间设置玻璃纤维滤膜6，在真空罐体1与真空泵4之间设置过滤器5，使小于所述过滤器5过滤孔径的烟幕粒子被吸入真空泵4中，大于所述玻璃纤维滤膜6的孔径的烟幕粒子被隔离在所述真空发烟腔2中，从而使得真空罐体1内可以保留特定粒径区间的红外干扰烟幕，实现了针对特定粒度区间的红外干扰烟幕进行红外透过率的测试，为红外干扰材料的研制与有效性分析提供了极大的技术支持。并且本发明的技术方案在真空发烟腔2中点火，在真空罐体1中进行透过率检测，并且利用玻璃纤维滤膜6将点火部分和检测部分分开，避免了点火过程对真空环境的影响。

本发明通过玻璃纤维滤膜6和过滤器5使得真空罐体1内可以保留特定粒径区间的红外干扰烟幕，从而可以在发烟的过程中将粒径大小小于特定值的红外干扰烟幕的烟幕粒子释放到真空罐体1中，又可以在调节真空的过程中将粒径大小大于特定值的红外干扰烟幕的烟幕粒子吸入到真空泵4中，整个过程不会对真空环境造成任何影响，也无需人工采样对真空环境造成干扰，使测量环境更加接近太空中的真实发烟环境，保证了测量的准确度。

在所述真空发烟腔2内设置有点火装置8，用于点燃红外干扰烟幕发烟剂11从而产生红外干扰烟幕。

所述点火装置8为激光点火装置8。本发明采用激光点火的点火方式，可以避免与所述红外干扰烟幕发烟剂11直接进行接触，从而使点火过程降低人工操作的干预程度，保证了真空环境的稳定性。

所述真空罐体1的中下部设置有真空度测量口9，真空表通过所述真空度测量口9测量所述真空罐体1的真空度。通过观察所述真空表的测量值从而确定所述真空罐体1内的真空度。

在所述真空发烟腔2的腔壁上设置有燃料取放口10，所述红外干扰烟幕发烟剂11通过燃料取放口10投放到所述真空发烟腔2中。所述点火装置8发出的激光可以直接照射到所述红外干扰烟幕发烟剂11上，从而可以点燃所述红外干扰烟幕发烟剂11。

在所述真空罐体1的顶部设置有光照灯12，所述光照灯12用于提供照明。

在所述真空罐体1的下部设置有排气口13，在所述真空罐体1的底部设置有排污口14。

在所述真空罐体1的中部设置有至少一个观察窗组；每个所述观察窗组包括两个观察窗15，每个所述观察窗组中的所述两个观察窗15以所述真空罐体1的竖直中心线为轴呈对称分布。在每个所述观察窗组中，其中一个观察窗15处安装红外光发射仪器，通过所述观察窗15向所述真空罐体1内发射红外光；另一个所述观察窗15处安装辐射探测仪，用于探测从所述真空罐体1内透出的辐射亮度。通过所述红外光发射仪器和所述辐射探测仪可以测量所述真空罐体1内的红外干扰烟幕的红外透过率。

在本发明的该实施例中，所述观察窗组的数量为两组。同时利用两组观察窗组测量红外透过率，可以提高红外透过率测量结果的准确度。

图2为本发明应用于该真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置的真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量方法的方法流程图。

该真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量方法包括：

步骤201：将孔径大小为待测粒度区间的红外干扰烟幕的粒径上限r_max的玻璃纤维滤膜6放置于所述真空发烟腔2与所述真空罐体1的连接处，将所述过滤器5的过滤孔径设置为所述待测粒度区间的所述红外干扰烟幕的粒径下限r_min；

步骤202：将所述红外干扰烟幕发烟剂11通过所述燃料取放口10投放到所述真空发烟腔2中；

步骤203：开启真空泵4，调整所述真空罐体1中的真空度，当所述真空罐体1中的真空度为第一设定阈值后关闭所述真空泵4；所述第一设定阈值为保证所述真空罐体1内的真空环境符合实验要求的真空度值，例如所述第一设定阈值可以为绝对真空度的70％；

步骤204：在所述观察窗组中的一个观察窗15处向所述真空罐体1中发射预设波长λ_i的红外光，在所述观察窗组的另一个观察窗15处检测红外辐射亮度，得到发烟前辐射亮度L；

步骤205：开启所述点火装置8点燃所述红外干扰烟幕发烟剂11从而产生所述红外干扰烟幕，粒径大小小于所述粒径上限r_max的所述红外干扰烟幕通过所述玻璃纤维滤膜6进入到所述真空罐体1中；

步骤206：开启所述真空泵4，所述真空罐体1内的气体通过所述管道3和所述过滤器5吸入真空泵4，粒径大小小于所述粒径下限r_min的所述红外干扰烟幕通过所述过滤器5进入所述真空泵4中；

步骤207：当所述真空罐体1内的真空度达到第二设定阈值后关闭所述真空泵4；所述第二设定阈值相对所述第一设定阈值更加接近所述绝对真空度；

步骤208：待所述真空罐体1内的所述红外干扰烟幕分散均匀后再次检测红外辐射亮度，得到发烟后辐射亮度L′；

步骤209：计算所述发烟后辐射亮度L′与所述发烟前辐射亮度L的比值得到针对预设波长的红外光的待测粒度区间[r_min,r_max]的红外干扰烟幕的红外透过率T(λ)。

即

按照上述步骤经过多次测量，得到特定波长段[λ₁,λ₂]内所有特定波长的红外透过率，可以计算该特定波长段[λ₁,λ₂]内红外干扰烟幕的平均透过率即

本发明通过玻璃纤维滤膜和过滤器使得真空罐体内可以保留特定粒径区间的红外干扰烟幕，从而可以在发烟的过程中将粒径大小小于特定值的红外干扰烟幕的烟幕粒子释放到真空罐体中，又可以在调节真空的过程中将粒径大小大于特定值的红外干扰烟幕的烟幕粒子吸入到真空泵中，整个过程不会对真空环境造成任何影响，也无需人工采样对真空环境造成干扰，使测量环境更加接近太空中的真实发烟环境，保证了测量的准确度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，包括：真空罐体、真空发烟腔、管道、真空泵、过滤器和玻璃纤维滤膜；

所述真空发烟腔固定设置在所述真空罐体的外侧表面，所述真空发烟腔与所述真空罐体连通，所述玻璃纤维滤膜设置于所述真空发烟腔与所述真空罐体的连接处；所述真空罐体和所述真空泵通过所述管道相连，所述过滤器设置于所述管道与所述真空泵的连接处；所述真空泵用于调节所述真空罐体中的真空度；

在所述真空发烟腔内设置有点火装置，用于点燃红外干扰烟幕发烟剂从而产生红外干扰烟幕。

2.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，所述点火装置为激光点火装置。

3.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，所述真空罐体的中下部设置有真空度测量口，真空表通过所述真空度测量口测量所述真空罐体的真空度。

4.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，在所述真空发烟腔的腔壁上设置有燃料取放口，所述红外干扰烟幕发烟剂通过燃料取放口投放到所述真空发烟腔中。

5.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，在所述真空罐体的顶部设置有光照灯，所述光照灯用于提供照明。

6.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，在所述真空罐体的下部设置有排气口，在所述真空罐体的底部设置有排污口。

7.根据权利要求1所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置，其特征在于，在所述真空罐体的中部设置有至少一个观察窗组；每个所述观察窗组包括两个观察窗，每个所述观察窗组中的所述两个观察窗以所述真空罐体的竖直中心线为轴呈对称分布。

8.一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任意一项所述的一种真空中红外干扰烟幕的红外透过率测量装置；所述红外透过率测量方法包括：

将孔径大小为待测粒度区间的红外干扰烟幕的粒径上限的玻璃纤维滤膜放置于所述真空发烟腔与所述真空罐体的连接处，将所述过滤器的过滤孔径设置为所述待测粒度区间的所述红外干扰烟幕的粒径下限；

将所述红外干扰烟幕发烟剂通过所述燃料取放口投放到所述真空发烟腔中；

开启真空泵，调整所述真空罐体中的真空度，当所述真空罐体中的真空度为第一设定阈值后关闭所述真空泵；

在所述观察窗组中的一个观察窗处向所述真空罐体中发射预设波长的红外光，在所述观察窗组的另一个观察窗处检测红外辐射亮度，得到发烟前辐射亮度；

开启所述点火装置点燃所述红外干扰烟幕发烟剂从而产生所述红外干扰烟幕，粒径大小小于所述粒径上限的所述红外干扰烟幕通过所述玻璃纤维滤膜进入到所述真空罐体中；

开启所述真空泵，所述真空罐体内的气体通过所述管道和所述过滤器吸入真空泵，粒径大小小于所述粒径下限的所述红外干扰烟幕通过所述过滤器进入所述真空泵中；

当所述真空罐体内的真空度达到第二设定阈值后关闭所述真空泵；

待所述真空罐体内的所述红外干扰烟幕分散均匀后再次检测红外辐射亮度，得到发烟后辐射亮度；

计算所述发烟后辐射亮度与所述发烟前辐射亮度的比值得到针对预设波长的红外光的待测粒度区间的红外干扰烟幕的红外透过率。