The device for measuring the thickness of a hypersonic overflow liquid film includes an excitation source, an excitation signal expansion unit, a measuring loop, an unloaded loop, a differential amplifying unit, a nulling unit, a data acquisition unit and a data processing unit. The invention can realize the measurement of liquid film of different thickness, the excitation signal source can generate the specified standard, the amplifying unit can eliminate the interference signals generated in the process of measurement through the idle loop and difference, reduce the error to obtain accurate values of conductivity, the data processing unit is calculated by using the peak of data acquisition and signal acquisition unit, can get the current value of the liquid film thickness accurately.
【技术实现步骤摘要】
高超声速溢流液膜冷却膜厚测量装置及测量方法
本专利技术涉及飞行器热防护领域,特别是涉及一种用于高超声速溢流液膜冷却实验的膜厚测量装置,及利用该测量装置测量溢流液膜厚度的方法。
技术介绍
随着高超声速飞行器的发展,越来越多地采用高升阻比的升力体、乘波体、翼身融合体等气动布局,并且飞行速度和大气层内飞行时间逐步增加,被动与半被动冷却方法已难以满足高超声速飞行器热防护的需求,尤其对于机翼和尾翼的前缘、吸气式发动机的进气道前缘、飞行器局部突起物以及观察窗等曲率半径较小的前缘部位,热环境极为恶劣,需要结合主动冷却技术来提供更高的防护能力。主动式冷却是指需要外加动力来提供冷却剂的冷却方法,目前最具备工程应用前景的溢流液膜冷却技术,其基本思想为:在高热流区附近布置溢流孔,通过对冷却液流量的控制,保证其不喷成射流,而是以溢流的方式流出,而后在绕流气体表面摩擦力作用下展布为液膜,覆盖在模型表面。溢流液膜冷却的核心问题是液膜的形成和控制,厚度作为最基本的特征参数,开展其测量方法的研究有助于揭示液膜形成条件,促进液膜冷却机理研究,合理评价冷却性能。
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种用于高超声速溢流液膜冷却实验的膜厚测量装置,及利用该测量装置测量溢流液膜的方法。特别地,本专利技术提供的高超声速溢流液膜厚度测量装置,包括:激励源,包括产生测量探头所需激励信号的信号发生单元,和控制激励信号频率的频率选择单元,以及控制激励信号类型的波形选择单元;激励信号扩展单元,接受所述激励源的激励信号,并产生频率、相位、幅值完全相同的激励信号进行输出;测量回路,接收所述激励信号扩展单元输出的激励信 ...
【技术保护点】
高超声速溢流液膜厚度测量装置,其特征在于,包括:激励源,包括产生测量探头所需激励信号的信号发生单元,和控制激励信号频率的频率选择单元,以及控制激励信号类型的波形选择单元;激励信号扩展单元,接受所述激励源的激励信号,并产生频率、相位、幅值完全相同的激励信号进行输出;测量回路,接收所述激励信号扩展单元输出的激励信号,再将测量结果输出,包括与测量探头相联的自平衡电桥;空载回路,利用自平衡电桥接收所述激励信号扩展单元输出的激励信号,其输出信号为测量过程中的电磁干扰信号;差分放大单元,包括同相比例放大器和差分比例放大器,接收所述测量回路和空载回路的信号并经过放大和差分处理后扣除电磁干扰信号;调零单元,用于控制差分放大单元的放大倍数,以消除电子元器件参数差异带来的影响;数据采集单元,采集所述差分放大单元中符合指定要求的输出信号;数据处理单元:用于接收所述数据采集单元的输出信号并检测输出信号的峰谷值,根据峰谷值得到液膜厚度。
【技术特征摘要】
1.高超声速溢流液膜厚度测量装置,其特征在于,包括:激励源,包括产生测量探头所需激励信号的信号发生单元,和控制激励信号频率的频率选择单元,以及控制激励信号类型的波形选择单元;激励信号扩展单元,接受所述激励源的激励信号,并产生频率、相位、幅值完全相同的激励信号进行输出;测量回路,接收所述激励信号扩展单元输出的激励信号,再将测量结果输出,包括与测量探头相联的自平衡电桥;空载回路,利用自平衡电桥接收所述激励信号扩展单元输出的激励信号,其输出信号为测量过程中的电磁干扰信号;差分放大单元,包括同相比例放大器和差分比例放大器,接收所述测量回路和空载回路的信号并经过放大和差分处理后扣除电磁干扰信号;调零单元,用于控制差分放大单元的放大倍数,以消除电子元器件参数差异带来的影响;数据采集单元,采集所述差分放大单元中符合指定要求的输出信号;数据处理单元:用于接收所述数据采集单元的输出信号并检测输出信号的峰谷值,根据峰谷值得到液膜厚度。2.根据权利要求1所述的高超声速溢流液膜厚度测量装置,其特征在于,所述激励源产生的激励信号为交流信号。3.根据权利要求1所述的高超声速溢流液膜厚度测量装置,其特征在于,所述频率选择单元控制的频率范围为100Hz~100kHz。4.根据权利要求1所述的高超声速溢流液膜厚度测量装置,其特征在于,所述波形选择单...
【专利技术属性】
技术研发人员:苑朝凯,姜宗林,陈宏,俞鸿儒,
申请(专利权)人:中国科学院力学研究所,
类型:发明
国别省市:北京,11
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