一种背景纹影测量校准装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种背景纹影测量校准装置及方法，包括背景纹影设备和背景板，还包括实验仓，所述实验仓内对称设置有两独立的密度腔，所述背景纹影设备和背景板分别设置在密度腔的两端；两个密度腔均安装有密度检测仪，至少一个密度腔安装有压力控制阀，所述压力控制阀连接压力控制装置，所述密度检测仪

【技术实现步骤摘要】
一种背景纹影测量校准装置及方法


[0001]本专利技术属于密度场测量领域，涉及基于背景纹影测量设备的校准等效密度装置，以及利用该装置校准背景纹影测量设备测量等效密度的方法
。

技术介绍

[0002]背景纹影测量是一种最近发展起来的大视场流场显示和测量技术，是通过刻画透明介质中肉眼常不可见的非均匀特性引起光的偏折现象进行测量
。
背景纹影测量主要通过利用光线受透明介质
(
例如空气
)
密度影响发生偏折的原理进行测量，由于透明介质内部密度变化复杂，所以测量结果为光线所经过介质的等效密度
。
[0003]利用背景纹影测量在风洞中的复杂结构引起的背景板标识点的偏移，可以演示风场流动分离
、
剪切层不稳定
、
波
/
涡
/
剪切层干扰等高度非定常
/
非线性复杂流动现象
。
[0004]在实现本专利技术过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下技术问题中的一个问题：
[0005]背景纹影设备通过设备携带的系统算法计算各标定点的偏移量，得到风场的等效密度，然而通过这种方式测量的等效密度准确性无法验证
。

技术实现思路

[0006]鉴于此，本专利技术目的在于提供一种用于校准或
/
和验证背景纹影测量设备等效密度测量准确度和精度的装置
。
[0007]专利技术人的另一目的在于提供一种利用前述装置对背景纹影测量设备校准的方法
。
[0008]专利技术人通过长期的探索和尝试，以及多次的实验和努力，不断的改革创新，为解决以上技术问题，本专利技术提供的技术方案是，提供一种背景纹影测量校准装置，包括背景纹影设备和背景板，还包括实验仓，所述实验仓内对称设置有两独立的密度腔，所述背景纹影设备和背景板分别设置在密度腔的两端；两个密度腔均安装有密度检测仪，至少一个密度腔安装有压力控制阀，所述压力控制阀连接压力控制装置，所述密度检测仪
、
压力控制阀和压力控制装置连接控制箱
。
[0009]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述实验仓内部由隔板对称分割为第一密度腔和第二密度腔，隔板垂直于所述背景板
。
[0010]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述实验仓为圆筒形，所述隔板竖直设置
。
[0011]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，还包括支架，所述密度腔固定安装在支架上
。
[0012]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述支架包括一平台，所述平台的上方安装有固定槽，所述实验仓通过固定箍水平固定在固定槽内
。
[0013]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述压力控制装置和所述控制箱均安装在所述支架上
。
[0014]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述第一密度腔安装有第一密度检测仪和第一压力控制阀，所述第二密度腔安装有第二密度检测仪和第二压力控制阀
。
[0015]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，所述控制箱通过控制压力控制装置和压力控制阀，使两密度腔内的气压为常压，启动背景纹影设备，获取常压测量点，记录第一密度监测仪数据；保持一个密度腔常压，维持第一测量点作为参照；另一个密度腔按预设梯度依次增加气压，待每次增加气压稳压后再次启动背景纹影设备，获取增压测量点，测量偏移量，并通过背景纹影设备计算出空气等效密度
ρ1‑
n
；同时记录每个梯度的密度监测仪数据
ρ2‑
n
；比较
ρ1‑
n
和
ρ2‑
n
，计算密度误差；依次加压获得多组数据，再依次减压获得多组数据，计算所有组数据的方差，得到背景纹影设备的密度测量误差
。
[0016]根据本专利技术背景纹影测量校准装置的一个实施方式，以密度监测仪的数据为真值，标定修正背景纹影设备
。
[0017]本专利技术还提供了一种利用前述装置的背景纹影测量校准方法，包括如下步骤：
[0018]S1
：控制箱控制压力控制装置
、
第一压力控制阀和第二压力控制阀，使第一密度腔和第二密度腔内的气压为常压，启动背景纹影设备，在第一密度腔对应的背景板上获取第一测量点，在第二密度腔对应的背景板上获取第二测量点；第一测量点与第二测量点中线对称；所述第一测量点与第二测量点均为常压测量；
[0019]S2
：维持第一密度腔气压为常压，控制压力控制装置
、
第一压力控制阀按照预设梯度值增加第二密度腔气压，每次增压待气压稳压后，启动背景纹影设备，在第一密度腔对应的背景板上获取第一测量点，在第二密度腔对应的背景板上获取增压测量点；以第一测量点为对称参照，测量增压测量点的偏移量，通过背景纹影设备计算出空气等效密度
ρ1；
[0020]S3
：启动背景纹影设备的同时，记录第二密度腔每个梯度的密度监测仪数据
ρ2，
[0021]S4
：按预设梯度依次加压获得多组数据，到达最高预审压力或第二密度腔最大耐受压力后，再按相同梯度依次减压获得多组数据，比较
ρ1‑
n
和
ρ2‑
n
，计算各梯度下的密度误差；
[0022]S5
：根据各梯度下的密度误差计算方差，得到背景纹影设备的密度测量误差；
[0023]S6
：以各梯度下的第二密度监测仪的数据为真值，标定修正背景纹影设备
。
[0024]与现有技术相比，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点：
[0025]a)
专利技术人根据背景纹影测量原理设计了本专利技术校准装置，用于校准和验证背景纹影测量设备测量的等效密度的准确性和精度
。
本专利技术通过设置两个密度腔，一个用作对照，一个用作增压实验，一方面通过背景纹影设备计算出等效密度，另一方面通过设置密度监测仪对空气场密度进行实测，通过计算值和实测值对比，准确分析背景纹影设备的测量精度
。
[0026]b)
本专利技术通过同时在第一密度腔内获得第一测量点和在第二密度腔内获得第二测量点，通过镜像处理，能够直接准确地计算得到不同浓度下的测量点偏移量
。
[0027]c)
本专利技术装置可对不同算法的背景纹影设备的测量准确度和精度进行验证
、
校准
。
[0028]d)
本专利技术装置通过设置第一密度腔和第二密度腔，在验证
、
校准过程中排出了温度
、
光线等因素的干扰，保证了验证结果的可信度
。
附图说明
[0029]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种背景纹影测量校准装置，包括背景纹影设备和背景板，其特征在于，还包括实验仓，所述实验仓内对称设置有两独立的密度腔，所述背景纹影设备和背景板分别设置在密度腔的两端；两个密度腔均安装有密度检测仪，至少一个密度腔安装有压力控制阀，所述压力控制阀连接压力控制装置，所述密度检测仪
、
压力控制阀和压力控制装置连接控制箱
。2.
根据权利要求1所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述实验仓内部由隔板对称分割为第一密度腔和第二密度腔，隔板垂直于所述背景板
。3.
根据权利要求2所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述实验仓为圆筒形，所述隔板竖直设置
。4.
根据权利要求1～3任一项所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，还包括支架，所述密度腔固定安装在支架上
。5.
根据权利要求4所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述支架包括一平台，所述平台的上方安装有固定槽，所述实验仓通过固定箍水平固定在固定槽内
。6.
根据权利要求4所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述压力控制装置和所述控制箱均安装在所述支架上
。7.
根据权利要求2所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述第一密度腔安装有第一密度检测仪和第一压力控制阀，所述第二密度腔安装有第二密度检测仪和第二压力控制阀
。8.
根据权利要求1所述的背景纹影测量校准装置，其特征在于，所述控制箱通过控制压力控制装置和压力控制阀，使两密度腔内的气压为常压，启动背景纹影设备，获取常压测量点，记录第一密度监测仪数据；保持一个密度腔常压，维持第一测量点作为参照；另一个密度腔按预设梯度依次增加气压，待每次增加气压稳压后再次启动背景纹影设备，获取增压测量点，测量偏移量，并通过背景纹影设备计算出空气等效密度
ρ1‑
n
；同时记录每个梯度的密度监测仪数据
ρ2‑
n
...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹江萍，薛靓，张凤格，蒋美琴，李刚，冉丽萍，罗凡，刘静，孙梦至，赫玉会，何敏，胡丹，
申请(专利权)人：中国测试技术研究院，
类型：发明
国别省市：