详情

原文传递一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统

专利名称：	一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统
摘要：	本实用新型公开了一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，该系统包括风洞、傅里叶光谱测量仪、红外热像测量仪、红外椭偏测量仪，分别采用傅里叶光谱测量方法进行高温介质红外光谱特性测量、红外热像测量方法进行涂层及基体结构表面温度测量、红外椭偏测量方法进行涂层表面吸收率和发射率测量。可以实现风洞模拟真实发动机热循环下，定量获得介质辐射与涂层热能及辐射能之间的瞬态及稳态传递关系和演化规律，可以定量获得介质辐射涂层热能及辐射能之间的瞬态及稳态传递关系和演化规律，定量评估热阻涂层瞬态及稳态热辐射阻隔率和隔热效果。
专利类型：	实用新型
国家地区组织代码：	北京;11
申请人：	中国科学院力学研究所
发明人：	郭冬妮;刘巍;金鑫明;连欢
专利状态：	有效
申请日期：	2021-04-16T00:00:00+0800
发布日期：	2022-03-04T00:00:00+0800
申请号：	CN202120778746.0
公开号：	CN215953424U
代理机构：	北京和信华成知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	胡剑辉
分类号：	G01N25/20;G;G01;G01N;G01N25;G01N25/20
申请人地址：	100190 北京市海淀区北四环西路15号
主权项：	1.一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，包括风洞(101)、傅里叶光谱测量仪(102)、红外热像测量仪(103)、红外椭偏测量仪(104)，所述风洞(101)中放置有涂覆涂层(1)的基体(2)；所述傅里叶光谱测量仪(102)水平放置在风洞(101)的一侧，红外热像测量仪(103)水平放置在风洞(101)的另一侧、红外椭偏测量仪(104)的入射光系统和接收检测光系统对称设置在风洞(101)的两侧，红外椭偏测量仪(104)的光线照射在涂层(1)上。 2.根据权利要求1所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述风洞(101)设置为超声速风洞(101)，风洞(101)的试验段温升速率达100℃/s；所述风洞(101)模拟真实发动机热循环及温度环境，通过将试验分为加热、稳定和降温过程，构造涂层(1)的瞬态和稳态的热辐射特性环境。 3.根据权利要求1所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述傅里叶光谱测量仪(102)测量高温介质红外光谱特性，通过傅里叶光谱测量仪(102)实时遥测、分析高温环境中空气介质的红外辐射发射谱测量，获得发射率参数。 4.根据权利要求1或3所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述傅里叶光谱测量仪(102)采用迈克尔逊干涉仪将检测光产生宽带相干光干涉，经单元探测器采集红外干涉图数据，经过傅里叶变换后，得到红外光谱图。 5.根据权利要求1所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述红外热像测量仪(103)测量涂层及基体结构表面温度，在不干扰风洞(101)内流场的基础下，通过红外热像测量仪(103)获取高温气体中涂层(1)结构表面的温度分布与演化特性。 6.根据权利要求1或5所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述红外热像测量仪(103)的测温范围为-20℃～2000℃，热灵敏度达到0.01℃；所述红外热像测量仪(103)利用红外探测器和光学成像物镜接受被测目标的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元件上，从而获得红外热像图。 7.根据权利要求1所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述红外椭偏测量仪(104)测量涂层表面吸收率和发射率，通过红外椭偏测量仪(104)基于偏振光法进行测量，获得热阻涂层(1)的折射率和吸收率，从而反演出热阻涂层(1)的发射率、透射率，获得热阻涂层(1)的发射谱。 8.根据权利要求1或7所述一种发动机环境热阻涂层辐射特性研究系统，其特征在于，所述的红外椭偏测量仪(104)基于偏振光法进行测量，包括入射光系统和接收检测光系统，入射光系统依次设置有光源(104-1)、起偏器(104-3)、补偿器(104-4)，接收检测光系统依次设置为检测光系统(104-2)和检偏器(104-5)，当光源(104-1)通过起偏器(104-3)、补偿器(104-4)将偏振光入射到涂层和基体上的界面时，发生反射和折射现象，反射光和折射光分别包含了基体和涂层的目标特征，通过斯涅耳定律和菲涅尔公式，描述反射光和折射光中各分量的强度，通过检偏器(104-5)、检测光系统(104-2)接受反射光和折射光，通过解算获得基体(2)和热阻涂层(1)的折射率和吸收率，从而反演出热阻涂层(1)的发射率、透射率，获得热阻涂层(1)的发射谱。
所属类别：	实用新型