CN113959675A - 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头 - Google Patents

一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头 Download PDF

Info

Publication number
CN113959675A
CN113959675A CN202111519225.4A CN202111519225A CN113959675A CN 113959675 A CN113959675 A CN 113959675A CN 202111519225 A CN202111519225 A CN 202111519225A CN 113959675 A CN113959675 A CN 113959675A
Authority
CN
China
Prior art keywords
probe
cylindrical
optical
wind tunnel
acceleration section
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111519225.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113959675B (zh
Inventor
龚红明
江涛
李红星
张宏安
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Original Assignee
Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center filed Critical Ultra High Speed Aerodynamics Institute China Aerodynamics Research and Development Center
Priority to CN202111519225.4A priority Critical patent/CN113959675B/zh
Publication of CN113959675A publication Critical patent/CN113959675A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113959675B publication Critical patent/CN113959675B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/02—Wind tunnels
    • G01M9/04—Details
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M9/00—Aerodynamic testing; Arrangements in or on wind tunnels
    • G01M9/06—Measuring arrangements specially adapted for aerodynamic testing

Abstract

本发明公开了一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头。该光学探头具有从外至内同中心轴线的三层结构，包括位于外层、从下至上顺序固定的探头罩和顶杆螺栓，位于中层、从下至上顺序固定的探头夹具、透镜压圈、后端固定盖和光纤接头，位于内层、从下至上顺序固定的柱形光学玻璃和聚焦透镜。该光学探头结构稳定、安装精度高、密封性能好，拆装清洗方便，能够准确辨识膨胀风洞加速段流动分区特性，识别加速引导气流和有效试验气流的分界，具有工程实用价值。

Description

一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头
技术领域
本发明属于超高速风洞试验技术领域，具体涉及一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头。
背景技术
膨胀风洞是一种直接模拟超高速气流速度的地面风洞试验设备，对于开展高超声速推进系统、高超声速巡航飞行器、地球大气再入以及行星进入飞行器的超高速飞行气动特性的研究具有重要支撑作用。膨胀风洞的速度和焓值模拟能力突出，并且由于运行过程中试验气流主要通过非定常膨胀获得加速，不经历滞止过程，因此相比反射式激波风洞等其他类型的高超声速脉冲风洞而言能够提供离解度更低的自由来流，可以复现或更接近飞行环境。
膨胀风洞的气流速度可达10km/s，但有效试验气流持续时间极短，通常在几十到几百微秒之间，对测量试验模型气动特性造成了困难和挑战，其中准确判断有效试验气流的持续时间，是进行气动试验的关键问题之一。
膨胀风洞有效试验气流是在加速段引导气流之后到达，有效试验气流与引导气流之间存在接触面，根据接触面相容条件，有效试验气流与加速引导气流之间速度和压力几乎相同。因此常规压力测量方法较难识别膨胀风洞加速段中引导气流与有效试验气流的分界，对判断有效气流的持续时间造成困难。但是根据膨胀风洞加速段气流的流动特性，有效试验气流与加速引导气流之间存在较大的温度差异。在高焓运行条件下，两区气流的温度都很高，能够导致气体的自发光辐射，同时又由于两区气流的温度差异，其光辐射强度及辐射峰值波段存在较大差异。因此，本发明在膨胀风洞加速段管壁采用光学探头测量气流光辐射随时间变化，识别依次流过探头的加速引导气流和有效试验气流的分区，从而辅助判断两区气流的持续时间，为气动特性试验分析提供参考依据。
利用温度差异，采用光学测量方法识别加速引导气流和有效试验气流的分界是一种可行的方法，当前亟需发展一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头。
本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特点是，所述的光学探头具有从外至内同中心轴线的三层结构，包括位于外层、从下至上顺序固定的探头罩和顶杆螺栓，位于中层、从下至上顺序固定的探头夹具、透镜压圈、后端固定盖和光纤接头，位于内层、从下至上顺序固定的柱形光学玻璃和聚焦透镜；
所述的探头罩位于光学探头的下部，为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅰ，下方圆柱Ⅰ的直径小于上方圆柱Ⅰ的直径，下方圆柱Ⅰ和上方圆柱Ⅰ之间采用圆锥面过渡，圆锥面外套装有锥形密封垫，探头罩的下端开有通孔；探头罩内腔为台阶圆柱腔体，下方圆柱腔体直径小于上方圆柱腔体直径，下方圆柱腔体内安装有柱形光学玻璃，柱形光学玻璃的末端正对通孔，柱形光学玻璃的顶端伸出下方圆柱腔体进入上方圆柱腔体内；
所述的探头夹具为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅱ，下方圆柱Ⅱ的直径小于上方圆柱Ⅱ的直径，下方圆柱Ⅱ的外径与探头罩的上方圆柱腔体相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与柱形光学玻璃匹配的圆形凹槽Ⅰ，上方圆柱Ⅱ开有圆形凹槽Ⅱ，圆形凹槽Ⅰ的内径小于圆形凹槽Ⅱ的内径，圆形凹槽Ⅰ和圆形凹槽Ⅱ之间通过圆锥形内腔连通；探头夹具通过柱面配合方式伸入探头罩并压紧柱形光学玻璃；
所述的透镜压圈为水平固定在探头夹具圆形凹槽Ⅱ内的圆环，聚焦透镜的球形曲面向下安装在透镜压圈上，聚焦透镜的中心轴与柱形光学玻璃的中心轴共线，透镜压圈与聚焦透镜接触面为圆弧接触面；
所述的后端固定盖为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅲ，下方圆柱Ⅲ的直径小于上方圆柱Ⅲ的直径，下方圆柱Ⅲ的外径与探头夹具圆形凹槽Ⅱ相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与聚焦透镜匹配的圆形凹槽Ⅲ；后端固定盖通过柱面配合的方式压紧聚焦透镜；
所述的光纤接头为法兰盘，通过穿过法兰盘的螺钉固定在后端固定盖的上方，光纤穿过法兰盘的中心孔进入后端固定盖，正对聚焦透镜；
所述的顶杆螺栓为具有中心空腔的长螺栓，上部设置有外螺纹，下部为光滑柱面，下端顶紧探头罩；
所述的光学探头还包括用于密封探头夹具和柱形光学玻璃接触面的柱形密封垫Ⅰ，用于密封探头夹具和探头罩接触面的柱形密封垫Ⅱ，用于密封柱形光学玻璃和探头罩接触面的柱形密封垫Ⅲ；
后端固定盖的长度满足聚焦透镜与光纤接头的距离匹配要求，光纤接头的光纤接收端位于聚焦透镜的焦点上；
柱形光学玻璃的长度在满足风洞加速段管壁开孔上进行安装和密封的要求基础上取最短长度。
进一步地，所述的柱形光学玻璃的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
进一步地，所述的聚焦透镜的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
进一步地，所述的探头罩、探头夹具的材质为45钢，透镜压圈、后端固定盖的材质为硬铝，顶杆螺栓的材质为30CrMnSiA，光纤接头采用市售通用产品。
进一步地，所述的锥形密封垫、柱形密封垫Ⅰ、柱形密封垫Ⅱ和柱形密封垫Ⅲ的材质为不锈钢或者紫铜。
本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中各部件的材质依据受力及密封要求进行选取。
本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的柱形光学玻璃的长度根据光源强度和风洞加速段管壁开孔形制设计，由于柱形光学玻璃的长度增加将导致光辐射透过率降低，输出信号变小、影响测量效果，需要在满足风洞加速段管壁开孔上进行安装和密封的要求基础上取最短长度。
本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头需要根据膨胀风洞加速段管壁开孔的位置和尺寸进行具有针对性的匹配设计，光学探头属于试验件，不是成熟产品。
本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头结构稳定、安装精度高、密封性能好，拆装清洗方便，结合后端测量分析装置，能够准确辨识膨胀风洞加速段流动分区特性，识别加速引导气流和有效试验气流的分界，辅助判断膨胀风洞加速段引导气流流动时间和有效试验气流流动时间，为膨胀风洞加速段流动特性分析、模型试验的气动特性分析提供有益参考，具有工程实用价值。
附图说明
图1a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头的安装示意图；
图1b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头的安装示意图（局部放大图）；
图2a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头罩示意图（立体图）；
图2b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头罩示意图（主视图）；
图2c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头罩示意图（俯视图）；
图2d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头罩示意图（剖面图）；
图3a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的锥形密封垫示意图（立体图）；
图3b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的锥形密封垫示意图（主视图）；
图3c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的锥形密封垫示意图（俯视图）；
图3d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的锥形密封垫示意图（剖面图）；
图4a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的柱形光学玻璃示意图（剖面图）；
图4b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的柱形光学玻璃示意图（俯视图）；
图5a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头夹具示意图（立体图）；
图5b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头夹具示意图（主视图）；
图5c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头夹具示意图（俯视图）；
图5d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的探头夹具示意图（剖面图）；
图6a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的透镜压圈示意图（立体图）；
图6b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的透镜压圈示意图（主视图）；
图6c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的透镜压圈示意图（俯视图）；
图6d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的透镜压圈示意图（剖面图）；
图7a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的聚焦透镜示意图（主视图）；
图7b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的聚焦透镜示意图（俯视图）；
图7c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的聚焦透镜示意图（剖面图）；
图8a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的后端固定盖示意图（立体图）；
图8b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的后端固定盖示意图（主视图）；
图8c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的后端固定盖示意图（俯视图）；
图8d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的后端固定盖示意图（剖面图）；
图9a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的光纤接头示意图（立体图）；
图9b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的光纤接头示意图（主视图）；
图9c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的光纤接头示意图（俯视图）；
图9d为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的光纤接头示意图（剖面图）；
图10a为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的顶杆螺栓示意图（立体图）；
图10b为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的顶杆螺栓示意图（俯视图）；
图10c为本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头中的顶杆螺栓示意图（剖面图）。
图中，1.风洞加速段管壁；2.探头罩；3.柱形光学玻璃；4.锥形密封垫；5.探头夹具；6.透镜压圈；7.聚焦透镜；8.后端固定盖；9.光纤接头；10.顶杆螺栓；11.柱形密封垫Ⅰ；12.柱形密封垫Ⅱ；13.柱形密封垫Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例详细说明本发明。
如图1a、图1b所示，本发明的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头具有从外至内同中心轴线的三层结构，包括位于外层、从下至上顺序固定的探头罩2和顶杆螺栓10，位于中层、从下至上顺序固定的探头夹具5、透镜压圈6、后端固定盖8和光纤接头9，位于内层、从下至上顺序固定的柱形光学玻璃3和聚焦透镜7；
如图2a、图2b、图2c、图2d所示，所述的探头罩2位于光学探头的下部，为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅰ，下方圆柱Ⅰ的直径小于上方圆柱Ⅰ的直径，下方圆柱Ⅰ和上方圆柱Ⅰ之间采用圆锥面过渡，圆锥面外套装有如图3a、图3b、图3c、图3d所示的锥形密封垫4，探头罩2的下端开有通孔；探头罩2内腔为台阶圆柱腔体，下方圆柱腔体直径小于上方圆柱腔体直径，下方圆柱腔体内安装有如图4a、图4b所示的柱形光学玻璃3，柱形光学玻璃3的末端正对通孔，柱形光学玻璃3的顶端伸出下方圆柱腔体进入上方圆柱腔体内；
如图5a、图5b、图5c、图5d所示，所述的探头夹具5为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅱ，下方圆柱Ⅱ的直径小于上方圆柱Ⅱ的直径，下方圆柱Ⅱ的外径与探头罩2的上方圆柱腔体相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与柱形光学玻璃3匹配的圆形凹槽Ⅰ，上方圆柱Ⅱ开有圆形凹槽Ⅱ，圆形凹槽Ⅰ的内径小于圆形凹槽Ⅱ的内径，圆形凹槽Ⅰ和圆形凹槽Ⅱ之间通过圆锥形内腔连通；探头夹具5通过柱面配合方式伸入探头罩2并压紧柱形光学玻璃3；
如图6a、图6b、图6c、图6d所示，所述的透镜压圈6为水平固定在探头夹具5圆形凹槽Ⅱ内的圆环，如图7a、图7b、图7c所示，聚焦透镜7的球形曲面向下安装在透镜压圈6上，聚焦透镜7的中心轴与柱形光学玻璃3的中心轴共线，透镜压圈6与聚焦透镜7接触面为圆弧接触面；
如图8a、图8b、图8c、图8d所示，所述的后端固定盖8为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅲ，下方圆柱Ⅲ的直径小于上方圆柱Ⅲ的直径，下方圆柱Ⅲ的外径与探头夹具5圆形凹槽Ⅱ相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与聚焦透镜7匹配的圆形凹槽Ⅲ；后端固定盖8通过柱面配合的方式压紧聚焦透镜7；
如图9a、图9b、图9c、图9d所示，所述的光纤接头9为法兰盘，通过穿过法兰盘的螺钉固定在后端固定盖8的上方，光纤穿过法兰盘的中心孔进入后端固定盖8，正对聚焦透镜7；
如图10a、图10b、图10c所示，所述的顶杆螺栓10为具有中心空腔的长螺栓，上部设置有外螺纹，下部为光滑柱面，下端顶紧探头罩2；
所述的光学探头还包括用于密封探头夹具5和柱形光学玻璃3接触面的柱形密封垫Ⅰ11，用于密封探头夹具5和探头罩2接触面的柱形密封垫Ⅱ12，用于密封柱形光学玻璃3和探头罩2接触面的柱形密封垫Ⅲ13；
后端固定盖8的长度满足聚焦透镜7与光纤接头9的距离匹配要求，光纤接头9的光纤接收端位于聚焦透镜7的焦点上；
柱形光学玻璃3的长度在满足风洞加速段管壁1开孔上进行安装和密封的要求基础上取最短长度。
进一步地，所述的柱形光学玻璃3的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
进一步地，所述的聚焦透镜7的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
进一步地，所述的探头罩2、探头夹具5的材质为45钢，透镜压圈6、后端固定盖8的材质为硬铝，顶杆螺栓10的材质为30CrMnSiA，光纤接头9采用市售通用产品。
进一步地，所述的锥形密封垫4、柱形密封垫Ⅰ11、柱形密封垫Ⅱ12和柱形密封垫Ⅲ13的材质为不锈钢或者紫铜。
实施例1
本实施例在膨胀风洞的风洞加速段管壁1上，从外向内开有安装光学探头的台阶通孔，台阶通孔形状与光学探头的探头罩2和顶杆螺栓10相匹配。试验前，进行光学探头的安装和固定。具体步骤如下：
S1.在探头罩2内放置柱形密封垫Ⅲ13，并固定；
S2.清洗柱形光学玻璃3，将柱形光学玻璃3小心放置在探头罩2内，压住柱形密封垫Ⅲ13，柱形光学玻璃3的末端正对探头罩2的通孔，并做好探头罩2的通孔保护，避免灰尘等污染柱形光学玻璃3；
S3.柱形密封垫Ⅱ12套在柱形光学玻璃3上，并向下移动，直至接触探头罩2内的固定面；
S4.在柱形光学玻璃3的顶面放置柱形密封垫Ⅰ11，柱形密封垫Ⅰ11的内径大于等于探头罩2的通孔内径；
S5.将探头夹具5采用螺纹拧紧方式安装到探头罩2内，使探头夹具5的接触端面分别压紧柱形密封垫Ⅱ12和柱形密封垫Ⅰ11；
S6.清洗聚焦透镜7，再以透镜球面向上的方向拿取聚焦透镜7，将聚焦透镜7的平面端安装在后端固定盖8的台阶面，再将透镜压圈6采用螺纹拧紧方式安装到后段固定盖8内，压紧聚焦透镜7，形成透镜安装组件；
S7.将透镜安装组件以透镜球面向下的方向，安装到探头夹具5上端，拧紧后端固定盖8与探头夹具5之间的螺纹，将两者连接固定；
S8.将光纤穿过顶杆螺栓10内部，插入光纤接头9并连接固定；将光纤接头9通过螺钉连接方式固定到后端固定盖8上；
S9.在锥形密封垫4的上表面、下表面涂真空脂后，将锥形密封垫4套装在探头罩2的下端柱面，并使两者的锥形密封面接触；真空脂能够使锥形密封垫4粘附于探头罩2的密封锥面上，不会轻易掉落；
S10.将由锥形密封垫4、探头罩2、探头夹具5、后端固定盖8、光纤接头9连接形成的探头组件整体装入膨胀风洞加速段上方的风洞加速段管壁1的台阶通孔，探头罩2下端面的倒角使探头罩2能够顺利地落入风洞加速段管壁1深处的小孔；
S11.将顶杆螺栓10插入加速段风洞加速段管壁1台阶通孔，并拧紧，顶杆螺栓10的下端顶紧探头罩2，探头罩2压紧锥形密封垫4；
S12.检查探头罩2的下表面位置，保证探头罩2的下表面与风洞加速段管壁1平齐或者略低于风洞加速段管壁1，不能凸出风洞加速段管壁1，出现逆气流台阶。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，在不脱离本发明原理的前提下，可容易地实现另外的改进和润饰，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (5)

1.一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特征在于，所述的光学探头具有从外至内同中心轴线的三层结构，包括位于外层、从下至上顺序固定的探头罩（2）和顶杆螺栓（10），位于中层、从下至上顺序固定的探头夹具（5）、透镜压圈（6）、后端固定盖（8）和光纤接头（9），位于内层、从下至上顺序固定的柱形光学玻璃（3）和聚焦透镜（7）；
所述的探头罩（2）位于光学探头的下部，为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅰ，下方圆柱Ⅰ的直径小于上方圆柱Ⅰ的直径，下方圆柱Ⅰ和上方圆柱Ⅰ之间采用圆锥面过渡，圆锥面外套装有锥形密封垫（4），探头罩（2）的下端开有通孔；探头罩（2）内腔为台阶圆柱腔体，下方圆柱腔体直径小于上方圆柱腔体直径，下方圆柱腔体内安装有柱形光学玻璃（3），柱形光学玻璃（3）的末端正对通孔，柱形光学玻璃（3）的顶端伸出下方圆柱腔体进入上方圆柱腔体内；
所述的探头夹具（5）为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅱ，下方圆柱Ⅱ的直径小于上方圆柱Ⅱ的直径，下方圆柱Ⅱ的外径与探头罩（2）的上方圆柱腔体相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与柱形光学玻璃（3）匹配的圆形凹槽Ⅰ，上方圆柱Ⅱ开有圆形凹槽Ⅱ，圆形凹槽Ⅰ的内径小于圆形凹槽Ⅱ的内径，圆形凹槽Ⅰ和圆形凹槽Ⅱ之间通过圆锥形内腔连通；探头夹具（5）通过柱面配合方式伸入探头罩（2）并压紧柱形光学玻璃（3）；
所述的透镜压圈（6）为水平固定在探头夹具（5）圆形凹槽Ⅱ内的圆环，聚焦透镜（7）的球形曲面向下安装在透镜压圈（6）上，聚焦透镜（7）的中心轴与柱形光学玻璃（3）的中心轴共线，透镜压圈（6）与聚焦透镜（7）接触面为圆弧接触面；
所述的后端固定盖（8）为轴对称的台阶圆柱壳体Ⅲ，下方圆柱Ⅲ的直径小于上方圆柱Ⅲ的直径，下方圆柱Ⅲ的外径与探头夹具（5）圆形凹槽Ⅱ相匹配，下方圆柱Ⅱ开有与聚焦透镜（7）匹配的圆形凹槽Ⅲ；后端固定盖（8）通过柱面配合的方式压紧聚焦透镜（7）；
所述的光纤接头（9）为法兰盘，通过穿过法兰盘的螺钉固定在后端固定盖（8）的上方，光纤穿过法兰盘的中心孔进入后端固定盖（8），正对聚焦透镜（7）；
所述的顶杆螺栓（10）为具有中心空腔的长螺栓，上部设置有外螺纹，下部为光滑柱面，下端顶紧探头罩（2）；
所述的光学探头还包括用于密封探头夹具（5）和柱形光学玻璃（3）接触面的柱形密封垫Ⅰ（11），用于密封探头夹具（5）和探头罩（2）接触面的柱形密封垫Ⅱ（12），用于密封柱形光学玻璃（3）和探头罩（2）接触面的柱形密封垫Ⅲ（13）；
后端固定盖（8）的长度满足聚焦透镜（7）与光纤接头（9）的距离匹配要求，光纤接头（9）的光纤接收端位于聚焦透镜（7）的焦点上；
柱形光学玻璃（3）的长度在满足风洞加速段管壁（1）开孔上进行安装和密封的要求基础上取最短长度。
2.根据权利要求1所述的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特征在于，所述的柱形光学玻璃（3）的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
3.根据权利要求1所述的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特征在于，所述的聚焦透镜（7）的材质为MgF2玻璃，高透射率波段覆盖200nm～5000nm。
4.根据权利要求1所述的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特征在于，所述的探头罩（2）、探头夹具（5）的材质为45钢，透镜压圈（6）、后端固定盖（8）的材质为硬铝，顶杆螺栓（10）的材质为30CrMnSiA，光纤接头（9）采用市售通用产品。
5.根据权利要求1所述的用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头，其特征在于，所述的锥形密封垫（4）、柱形密封垫Ⅰ（11）、柱形密封垫Ⅱ（12）和柱形密封垫Ⅲ（13）的材质为不锈钢或者紫铜。
CN202111519225.4A 2021-12-14 2021-12-14 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头 Active CN113959675B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111519225.4A CN113959675B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111519225.4A CN113959675B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113959675A true CN113959675A (zh) 2022-01-21
CN113959675B CN113959675B (zh) 2022-03-11

Family

ID=79473253

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111519225.4A Active CN113959675B (zh) 2021-12-14 2021-12-14 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113959675B (zh)

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1404599A (en) * 1972-02-04 1975-09-03 Ibm Optical scanning apparatus
JPS55151258A (en) * 1979-05-14 1980-11-25 Hitachi Ltd Acoustic wave probe
EP0450256A1 (de) * 1990-04-02 1991-10-09 Hectronic Ag Lichtleiter-Sonde
CN1319777A (zh) * 2000-03-13 2001-10-31 株式会社日立制作所 近场光探头和近场光学显微镜及光记录/再生装置
US20040122280A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-24 Forney Robert W. Optical probes
TW200643472A (en) * 2005-04-07 2006-12-16 Accent Optical Tech Inc Apparatus and methods for scatterometry of optical devices
US20120038925A1 (en) * 2009-04-22 2012-02-16 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fur Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Method for examining liquids and apparatus therefor
JP2012032184A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Kurabo Ind Ltd 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置
CN103411907A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 西南大学 一种极浅层探测光谱探头
CN106053355A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 京东方科技集团股份有限公司 光刻胶的参数检测方法及装置
CN106461575A (zh) * 2014-06-10 2017-02-22 格林策巴赫机械制造有限公司 制得浮法玻璃条中测量畸变缺陷装置及方法
CN109044243A (zh) * 2018-06-29 2018-12-21 华南师范大学 一种前置微型电机高精度三维扫描的光声内窥镜及成像方法
CN110220884A (zh) * 2019-05-21 2019-09-10 苏州热工研究院有限公司 一种用于水下检测的光纤libs探测系统及方法
CN110715789A (zh) * 2019-11-15 2020-01-21 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针
CN210533665U (zh) * 2019-11-15 2020-05-15 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针
CN210625995U (zh) * 2019-11-01 2020-05-26 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 高超声速风洞的并联模型遮挡位置的连续压力测量装置

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1404599A (en) * 1972-02-04 1975-09-03 Ibm Optical scanning apparatus
JPS55151258A (en) * 1979-05-14 1980-11-25 Hitachi Ltd Acoustic wave probe
EP0450256A1 (de) * 1990-04-02 1991-10-09 Hectronic Ag Lichtleiter-Sonde
CN1319777A (zh) * 2000-03-13 2001-10-31 株式会社日立制作所 近场光探头和近场光学显微镜及光记录/再生装置
US20040122280A1 (en) * 2002-12-19 2004-06-24 Forney Robert W. Optical probes
TW200643472A (en) * 2005-04-07 2006-12-16 Accent Optical Tech Inc Apparatus and methods for scatterometry of optical devices
US20120038925A1 (en) * 2009-04-22 2012-02-16 Endress + Hauser Conducta Gesellschaft Fur Mess- Und Regeltechnik Mbh + Co. Kg Method for examining liquids and apparatus therefor
JP2012032184A (ja) * 2010-07-29 2012-02-16 Kurabo Ind Ltd 光学プローブ及びそれを用いた分光測定装置
CN103411907A (zh) * 2013-08-27 2013-11-27 西南大学 一种极浅层探测光谱探头
CN106461575A (zh) * 2014-06-10 2017-02-22 格林策巴赫机械制造有限公司 制得浮法玻璃条中测量畸变缺陷装置及方法
CN106053355A (zh) * 2016-05-11 2016-10-26 京东方科技集团股份有限公司 光刻胶的参数检测方法及装置
CN109044243A (zh) * 2018-06-29 2018-12-21 华南师范大学 一种前置微型电机高精度三维扫描的光声内窥镜及成像方法
CN110220884A (zh) * 2019-05-21 2019-09-10 苏州热工研究院有限公司 一种用于水下检测的光纤libs探测系统及方法
CN210625995U (zh) * 2019-11-01 2020-05-26 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 高超声速风洞的并联模型遮挡位置的连续压力测量装置
CN110715789A (zh) * 2019-11-15 2020-01-21 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针
CN210533665U (zh) * 2019-11-15 2020-05-15 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所 一种用于高超声速低密度风洞稳定段的水冷聚光光纤探针

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余小柳: ""面向紫外光谱水质分析系统的双光程差分结构探头设计与实现"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 基础科学》 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN113959675B (zh) 2022-03-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110793746B (zh) 用于高超飞行器斜切喷管推力测量的风洞试验装置
CN113959675B (zh) 一种用于辨识膨胀风洞加速段流动分区特性的光学探头
CN112985751B (zh) 高超声速风洞稳定段总温总压测试排架结构与制作方法
CN108168835A (zh) 一种风洞双光程纹影流场显示装置
CN104713815B (zh) 一种玻璃材料气溶胶聚焦气路样气管道及其制作方法
CN111473896A (zh) 一种基于软性硅膜片的光纤压力传感器及其检测方法
CN113721343B (zh) 一种高精度姿态敏感器光学镜头装配测试方法
CN108089223B (zh) 一种中子探测装置及系统
CN110567673B (zh) 用于高超飞行器斜切喷管推力测量的风洞试验方法
CN105675202A (zh) 一种空间发动机羽流场真空微差压测量系统
CN111998990A (zh) 一种用于多方向高速动态压力测量的多孔阵列光纤探针及其测量系统
CN109269923B (zh) 一种气炮加载实验样品回收及测速装置
CN112213069B (zh) 一种用于高超声速高温风洞具有冷却结构的流场校测排架
CN210375613U (zh) 用于高超飞行器斜切喷管推力测量的风洞试验装置
US3587291A (en) Particle detection method and apparatus
CN209690157U (zh) 一种应用于sf6设备内部的多通路长光程气室
CN112894281A (zh) 具有多加工基准面的航天摩阻传感器表头结构加工方法
CN217533261U (zh) 一种eVTOL飞机空速管安装结构
CN210719713U (zh) 一种小型固体发动机内弹道测试工装装置
US20230266207A1 (en) Pneumatic Module for a Gas Analysis Device, Production Method and Computer Program Product
CN210774551U (zh) 一种微型射频绝缘子用气密封测试工装
CN113188751B (zh) 一种跨声速风洞光学试验段
CN113932688B (zh) 一种孔内径测量装置及测量方法
CN113340561B (zh) 一种高空间测量精度的偏心圆柱单孔气动探针
US4649528A (en) Optical pin apparatus for measuring the arrival time and velocity of shock waves and particles

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant