【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于直升机旋翼试验，一种基于快响应psp的桨叶表面压力测量方法及psp测量系统。
技术介绍
1、直升机旋翼桨叶表面的压力脉动直接影响装备的振动及噪声水平，桨叶表面压力分布能够很好地反映其表面气动载荷分布情况，并且压力值的大小往往与振动、气动弹性和气动噪声水平等紧密相关。因此，获取高速旋转的直升机旋翼桨叶表面压力分布是研究振动、气动弹性规律以及气动噪声机理，进而发展减振降噪技术的基础。
2、传统的接触式测压方法主要包括在直升机模型旋翼桨叶表面开测压孔和布置微型压力传感器两种。第一种开测压孔的方法只适用于稳态流场的压力测量，如果要实现整个桨叶表面的压力测量，通常需要布置成百上千个测压孔，测压过程耗时耗力。第二种布置微型压力传感器的方法能够实现桨叶表面非定常压力测量，具有响应速度快的优点，但是在应用于旋转桨叶时会受到安装及信号传输问题的制约，空间分辨率极为有限，难以支撑对于复杂流动问题的深入研究。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是：实现直升机模型旋翼桨叶表面非定常压力测量，为直升机旋翼桨叶气动弹性规律、气动噪声机理研究提供试验数据支撑。
2、第一方面，本申请提供一种基于快响应psp的桨叶表面压力测量方法及psp测量系统，所述方法包括：
3、步骤1：利用psp标定方法，得到psp的压力敏感性；
4、步骤2：构建psp测量系统，psp测量系统包括激光器、ccd相机、镜头、滤光片、同步器以及计算机；
5、步骤3：利用ps
6、步骤4：根据psp的压力敏感性，对试验数据进行数据处理。
7、具体的，步骤1包括：
8、步骤11：设置静态压力标定系统的压力控制范围和温度控制范围；
9、步骤12：对psp进行标定时，将喷涂有psp的样片置于标定箱内；
10、步骤13：分别利用压力控制器及温度控制器调节标定箱内部的压力及温度至参考值；
11、步骤14：当标定箱的温度达到参考温度，且压力达到参考压力并稳定后，再等待预设时间，以保证标定箱充分达到热平衡，随后利用激光器对psp进行激发，并利用ccd相机连续采集该压力及温度下的两幅psp参考图像；
12、步骤15：设定一组温度值和压力值；
13、步骤16：分别利用压力控制器及温度控制器调节标定箱内部的压力及温度至设定值；
14、步骤17：当标定箱的温度达到设定温度，且压力达到设定压力并稳定后，再等待预设时间，以保证标定箱充分达到热平衡，随后利用激光器对psp进行激发，并利用ccd相机连续采集该压力及温度下的两幅psp试验图像；
15、步骤18：重复上述步骤16和步骤17，直至完成所有设定温度和设定压力下的psp试验图像采集；
16、步骤19：计算连续采集的两幅psp参考图像的光强比值，计算连续采集的两幅psp试验图像的光强比值，计算psp参考图像和psp试验图像的光强比值，计算设定压力与参考压力的压力比值；
17、步骤20：对不同试验状态下的光强比值及对应的压力比值进行线性拟合，得到psp的压力敏感性；
18、
19、其中，两幅psp参考图像的光强比值为(i2/i1)ref，两幅psp试验图像的光强比值为i2/i1，psp参考图像和psp试验图像的光强比值为设定压力与参考压力的压力比值为通过线性拟合后可以得到一个线性函数，表达式如上述公式所示，公式中的a(t)和b(t)是与温度有关的常数，a(t)和b(t)可以通过标定得到，b(t)为psp的压力敏感性。
20、具体的，步骤3包括：
21、步骤31：将快响应psp与tsp分别喷涂于不同的两片桨叶表面；
22、步骤32：在桨叶表面前缘和后缘处人工标记出若干标记点；
23、步骤33：利用激光器激发psp与tsp发光；
24、步骤34：连续采集psp与tsp在静止状态下的两幅参考图像；
25、步骤35：启动旋翼，利用旋翼试验台架上安装的光电传感器提供触发信号，并利用计算机控制相机在固定的相位下连续采集两幅试验图像；
26、步骤36：在同一相位下，利用计算机控制相机采集多个周期的试验图像。
27、具体的，步骤4包括：
28、步骤41：采用图像去模糊算法对试验状态下采集的试验图像进行去模糊处理；
29、步骤42：采用基于标记点的图像配准算法对试验状态下采集的参考图像和试验图像进行图像配准；
30、步骤43：计算试验状态下连续采集的两幅参考图像的光强比值，计算试验状态下多个周期连续采集的两幅试验图像的光强比值，分别计算psp参考图像和psp试验图像的光强比值，计算设定压力与参考压力的压力比值；
31、步骤44：根据标定得到的psp的压力敏感性，通过公式计算得到试验状态下的桨叶表面压力值。
32、
33、具体的，所述第一幅试验图像的采集时间为脉冲激发期间，第二幅试验图像的采集时间为发光响应衰减过程。
34、具体的，压力控制范围为0-2倍标准大气压，温度控制范围为0-80摄氏度。
35、具体的，psp静态标定时的参考温度为25℃，参考压力为100kpa。
36、第二方面，本申请提供一种psp测量系统，psp测量系统包括激光器、ccd相机、镜头、滤光片、同步器以及计算机，其中：
37、ccd相机与镜头连接，并在镜头前面安装滤光片，计算机通过光纤与ccd相机连接，用于实现试验数据传输，并通过信号线与同步器连接，用于控制试验数据采集过程；激光发生器与同步器通过信号线进行连接，用于实现激光器和相机的同步控制，实现图像同步采集。
38、综上所述，本专利技术提出的一种基于快响应psp的桨叶表面压力测量方法是连续大视场可控的非接触式测压方法，首先对快响应psp进行标定，得到快响应psp的压力敏感性；随后构建了基于快响应psp的直升机模型旋翼桨叶表面压力测量系统，在直升机模型旋翼试验台上利用4m直径的无轴承模型旋翼桨叶开展试验，获取桨叶表面压力分布图像；接着采用图像去模糊算法对桨叶表面压力图像进行去模糊处理，通过基于标记点的图像配准算法对不同工况下的桨叶表面压力图像进行匹配；最后结合标定数据计算得到桨叶表面压力分布情况。本申请能够满足非定常风洞试验和捕捉大面积压力脉动的需求，可以为桨涡干扰、气流分离点位置、气动噪声与压力分布关系等复杂空气动力学现象的研究提供全局压力分布数据和流动显示图像。
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1.一种基于快响应PSP的桨叶表面压力测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一幅试验图像的采集时间为脉冲激发期间，第二幅试验图像的采集时间为发光响应衰减过程。
6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，压力控制范围为0-2倍标准大气压，温度控制范围为0-80摄氏度。
7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，PSP静态标定时的参考温度为25℃，参考压力为100kPa。
8.一种PSP测量系统，其特征在于，PSP测量系统包括激光器、CCD相机、镜头、滤光片、同步器以及计算机，其中：
【技术特征摘要】
1.一种基于快响应psp的桨叶表面压力测量方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤4包括：
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一幅试验图像的采集时间为脉冲激发期间，第二幅试验图像...
【专利技术属性】
技术研发人员：李根阳，李金声，刘星，陈骏，陈昌华，张好府，吴昌伟，吴根才，宋林清，王鑫，李晶晶，苏辉，曹紫菁，王璐爽，曾兰婷，冯可昕，杨维玉，程祎强，宋美珍，王朝炜，王伟，余昕烨，曾祥龙，刘松，宋昕桐，
申请(专利权)人：中国直升机设计研究所，
类型：发明
国别省市：
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