正弦波型高频动态压力光学校准系统及其应用

动态压力是气动部件表面的关键气动参数。光学压力敏感涂料(PSP)测量技术在测量气动部件表面动态压力方面具有全域测量、不影响流场自身的优势,而光学压力敏感涂料的动态响应特性则是进行动态压力测量的决定性因素。基于声学驻波管原理,自主设计并组建了正弦波型高频动态压力光学校准系统,主要包含有驻波管型校准舱、声源、激光源、高频压力传感器、光电倍增管以及测控系统。对动态压力光学校准系统及某新型快响压敏涂料的实验结果表明,所组建的动态压力校准系统可产生最短响应时间12.5μs、最大压力幅值为4.37kPa的正弦型动态压力,其有效动态频响范围为0.4~20.0kHz(50μs^2.5ms),不确定度小于0.0049%;校准系统合理的光路布局可进行快响压敏涂料动态特性的校准,所测涂料可用于动态频响不高于9.1kHz(响应时间为109.9μs)的非定常流场的压力测量。

压阻式高频动态高压传感器设计与冲击波超压测量

阐述了用于冲击波超压测量的压阻式高频动态压力传感器的设计与开发。用MEMS技术设计的内径为2 mm的周边固支圆平膜片微型敏感元件具有高达数百kHz的固有频率,刚性键合及低桥阻确保了亚μs级的上升时间,背面承压的平面结构及无管腔齐平封装设计是高频响特性实现的关键。

超微型全石英光纤Fizeau腔水下激波压力传感器

介绍了一种制作在光纤端头的超微型Fizeau腔水下激波压力传感器,给出了传感器的基本理论和制作工艺;采用被动零差解调技术对该光纤Fizeau腔在冲击压力波作用下的瞬态速变干涉相位进行解调;采用活塞式压力计和聚焦式电磁冲击波源进行静态和动态定标实验。在0～60 MPa压力量程范围内,系统的定标结果如下:满量程时的线性度、重复性、回程误差和基本误差分别为3.26%、0.01153%、0.07%和3.407%,动态响应时间小于0.75μs。