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(CMVU)
背景提要
流体力学是研究流体(液体、气体和等离子体)的力学及其作用力的一门物理学科。空气动力学作为其中的一个分支,通过分析气态流体的运动以及作用在穿过这种流体的物体的力,从而解释控制飞机、火箭和导弹飞行的原理。它还涉及各类飞行器、汽车、高速火车和轮船的设计,以及桥梁和高层建筑的结构建造,以提高对强风的抵抗力。
20世纪初,飞机的出现极大地促进了空气动力学的发展。通过流体力学的实验与理论,可以揭示飞行器周围的压力分布、受力情况与阻力问题。目前,飞行器动力设计主要依赖于理论研究估算、设计师经验,以及最为主要的风洞试验。风洞试验依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,通过示踪方法或光学方法对气体流动进行观察,以获取试验数据。
压敏漆(PSP)技术
在各类飞行器的空气动力学实验中,模型表面的压力分布往往是最重要的物理量之一。准确获得压力场的实验结果,对于研究具体流动现象、计算模型气动载荷分布等方面都具有重要的意义。传统的测压手段以接触式测量方法为主,然而这种方法价格昂贵、且需要接触表面,因此在测量过程中容易损坏被测面的形状特征。
上世纪80年代出现了一种光学式测压技术,为压敏漆技术(Pressure Sensitive Paint,PSP)。该技术具有无接触探测的优势,目前已涵盖航空航天飞行器表面压力分布测量、直升机旋翼表面压力分布测量、航空发动机风扇/压气机叶片、汽车制造等表面压力分布测量、复杂流动机理研究等众多领域。
PSP中含有一种具有压力敏感性的特殊发光材料,当PSP受到特定波长的激发光照射时,会吸收激发光的能量并发射出波长更长的发射光,该过程称为PSP的光致发光过程。在空气环境中,由于“氧猝灭”效应,PSP的光致发光过程受到周围环境中空气压力(本质是氧分压)的影响。因此,通过建立PSP光致发光的光学特性与压力的定量关系,就能够实现对模型表面压力的测量。
为了获得准确测试结果,通常要求激发光源具备99.9%以上的稳定性,同时对光斑的均匀性、光源开关响应速度、辐照强度提出苛刻的需求。
虹科高稳定性紫外LED激励光源
虹科为某客户的PSP测试系统定制的紫外LED光源采用了独特的光学设计方案,在电源驱动方案中加入了双闭环设计(模拟与数字)、温度控制模块以及LED光源光功率控制模块,通过专有的反馈算法,提升激励光源输出辐照度的稳定性,实现了每小时<1‰的稳定光谱输出与>96%的光源均匀性。
光源均匀性>96%
与市场上的其他解决方案相比,该紫外LED光源采用的超高稳定度光源驱动技术具有很大的优势:
系统全自动、快速、稳定,可以同时或分别控制不同波长的LED光源,功率范围大(1W-5000W),可通过PWM方法实现10%-100%的稳态调光,光强度响应速度<500ns(变化90%时),使用过程中无需预热、无需校准,节省了大量时间。
在光源稳定性方面,此紫外LED光源通过对散热、控制、元器件等方面进行的研究与实验,其发光强度稳定性≥99.92%,各项指标均优于国外同行高端光源。
光源稳定性对比实验
虹科紫外LED光源采用专业的超高稳定度光源驱动技术,其具有以下显著特点:
优异的光学特性:光源稳定性≥99.92%,光源均匀性>96%,快响应速度
可变焦输出
可根据光谱定制
无需预热即可使用