专利名称：一种基于密集网状薄片的吸收系数确定方法
技术领域：
本发明涉及一种吸收系数确定方法，尤其涉及一种基于密集网状薄片的吸收系数确定方法。
背景技术：
高温流场三维测试建立在流场介质微元间辐射能量理论和辐射光谱层析技术的基础之上.电磁波在介质中传播时，由于介质的吸收作用，传输路径上的能量在初始值基础上以指数的形式衰减，这种衰减与吸收系数有着密切的关系。吸收系数是空间位置函数， 在以往的测试方法中，总是应用一些成熟的经验公式得到吸收系数，但是经验公式只适合某一种或者某一类物质。事实上，对于不同的物质及同种物质处在不同温度下，吸收系数是不同的。因此确定不同介质的吸收系数与温度之间的关系成为高温流场测试的关键问题之
发明内容
本发明的目的在于提供了一种基于密集网状薄片的吸收系数确定方法，消除以往使用经验公式确定吸收系数的误差，为测量流场分布提供重要的参考。本发明是这样来实现的，方法步骤为首先在流场的竖直方向取一截面，采用激光穿过截面前后的能量对比，测得截面不同位置的吸收率，由阿贝尔逆变换求解吸收系数与半径的关系函数，然后在同一截面位置安放一个使用绝热材料和金属材料间隔制作的密集小孔网状薄片，这样流场穿过薄片时被离散化为大量微柱形�。∑扛鲂】妆呓绲奈露确植季褪俏⒅纬∷彩钡奈露确植迹ü焱馊认褚桥纳悴⒁谰荼∑薪鹗舨牧系姆⑸渎剩勺既凡舛ń孛娴奈露确植迹⒌玫礁昧鞒〗孛嫖露扔氚刖兜墓叵岛詈笥冒刖蹲魑屑浔淞浚蟮梦障凳胛露鹊墓叵怠１痉⒚鞯募际跣Ч窍酝褂镁楣饺范ㄎ障凳奈蟛睿饬苛鞒》植继峁┲匾牟慰肌�
图1为本发明的结构示意图。图2为密集网状薄片的示意图。在图中，1、待测流场2、半反半透镜3、半导体激光器4、反射光路光功率计5、红外热像仪6、密集网状薄片7、隔热夹8、透射光路光功率计9、步进电机10、绝热材料11、金属材料12、小孔微元。
具体实施例方式如图1、图2所示，本发明是这样来实现的.首先在没有放置待测流场1的情况下，打开半导体激光器3，分别读出激光经过半反半透镜2分束后的入射到反射光路光功率计4及透射光路光功率计8的读数，设反射的激光光功率为Lfan，透射的激光光功率为Ltou，则两者的比值Lfan/Ltou，为反射镜的反射系数，测试10组值，求取平均值，作为半反半透镜2的反射系数a.关闭半导体激光器3，放置待测流场1，读取透射光路光功率计8的读数，作为流场背景辐射Lb。然后打开半导体激光器3，让激光穿过待测流场1，分别读取反射光路光功率计4及透射光路光功率计8的读数，设反射光路光功率计4的读数为Lf，透射光路光功率计8的读数为L，它们的关系为
Z = J^iI-Of ,, + i^式中a为吸收率，可求出Lf_(L_Lbm·它是
aLf
吸收系数沿激光传输路径的投影(线积分)。然后步进电机9以一定的步长从流场的左侧平移到流场右侧，类似地读取反射光路光功率计的一组反射功率值Lf，以及透射光路光功率计的一组激光经过流场衰减以后的一组光功率值L。根据阿贝尔逆变换的方法求得吸收系数与半径的关系。在激光传输的高度位置取流场的同一截面，用隔热夹7固定一个密集网状薄片6，它是由绝热材料10及金属材料11构成的具有均勻密集几何形状的薄片，如图2所示.这样，流场穿过薄片的时候被离散化为无数个微柱形�。∑拿扛鲂】孜⒃� 12边界的温度分布就是微柱形场瞬时的温度分布，待密集网状薄片6热交换达到平衡，通过步进电机9移开待测流场1，使用红外热像仪5拍摄薄片，并依据金属材料11的发射率就可以得到薄片的温度分布，即流场截面的温度分布，并可得到这一截面温度分布与半径的关系。用半径作为中间变量，可求得吸收系数与温度的关系。
权利要求
1. 一种基于密集网状薄片的吸收系数确定方法，其特征是方法步骤为首先在流场的竖直方向取一截面，采用激光穿过截面前后的能量对比，测得截面不同位置的吸收率，由阿贝尔逆变换求解吸收系数与半径的关系函数，然后在同一截面位置安放一个使用绝热材料和金属材料间隔制作的密集小孔网状薄片，这样流场穿过薄片时被离散化为大量微柱形�。∑扛鲂】妆呓绲奈露确植季褪俏⒅纬∷彩钡奈露确植迹ü焱馊认褚桥纳悴⒁谰荼∑薪鹗舨牧系姆⑸渎剩勺既凡舛ń孛娴奈露确植迹⒌玫礁昧鞒〗孛嫖露扔氚刖兜墓叵岛詈笥冒刖蹲魑屑浔淞浚蟮梦障凳胛露鹊墓叵�。
全文摘要
一种基于密集网状薄片的吸收系数确定方法，方法步骤为首先在流场的竖直方向取一截面，采用激光穿过截面前后的能量对比，测得截面不同位置的吸收率，由阿贝尔逆变换求解吸收系数与半径的关系函数，并得到该流场截面温度与半径的关系函数，最后用半径作为中间变量，求得吸收系数与温度的关系。本发明的技术效果是消除以往使用经验公式确定吸收系数的误差，为测量流场分布提供重要的参考。
文档编号G01N21/59GK102331413SQ20111024884
公开日2012年1月25日 申请日期2011年8月27日 优先权日2011年8月27日
发明者万雄, 刘蕊, 张志敏 申请人:南昌航空大学
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