СИСТЕМА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ НА ПОВЕРХНОСТИ МОДЕЛИ ЛЕТАТЕЛЬНОГОАППАРАТА Советский патент 1971 года по МПК G01L9/12 

Изобретение относится к измерительным устройствам, предназначен.ньш для исследования распределения давления внешней среды на поверхности твердого тела.

Известны системы для измерения распределения давления на поверхности модели летательного аппарата, содержащие датчики давления, расположенные виутри модели или вне ее и регистрирующую аппаратуру. Измеряемое давление к датчикам подводится через дренажные отверстия на поверхности модели и пневматические трассы. Обычно число точек на поверхности модели, в кторых давление измеряется одновременно или в течение одного эксперимента, равно числу датчиков и числу каналов аппаратуры, т. е. измерения производятся дискретно - по точкам. Следовательно, для получения подробной картины распределения необходимо проводить измерения в большом числе точек, расположенных с малым иитервалом, а для измерения давления в больщом числе точек необходимо большое число пневматических трасс, датчиков давления и каналов аппаратуры, используемых в одном эксперименте, или большое число экспериментов. Кроме того, дискретные измерения распределения давления не дают возможности надежно регистрировать резкие скачки и пики давления, а в ряде случаев технически невыполнимы изза того, что невозможно сделать дренажные

отверстия и проложить пневматические трасты, .например, вблизи кромки тонкого крыла.

В описываемой системе с целью обеспечения возможности непрерывного измерения профиля давления на исследуемой поверхности вдоль заданной линии, чувствительный элемент выполнен в виде электролюминесцентного конденсатора, одна обкладка которого образована поверхностью металлической модели, а другая - прозрачным электропроводящим слоем, между которыми нанесен электролюминесцентный слой и слой диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого зависит от давления, (например, слой эпоксидной смолы).

На фиг. I изображена схема предлагаемой системы; на фиг. 2 - участок чувствительного элемента, разрез.

Система состоит из чувствительного элемента 1, расположенного на поверхности модели 2, которая установлена в рабочей части аэродинамической трубы, показанной условно штриховой линией 3. Питание чувствительного элемента осуществляется при помощи блока питания 4. Светящаяся внешняя поверхность чувствительного элемента / отражается при помощи объектива 5 на вход оптического сканирующего устройства 6, которое пропускает свет на вход фотоэлектрического регистратора 7 только от одной какой-либо точки (элементарного участка) поверхности чувствительнога

элемента /, в которую в данный момент оно направлено. (На фиг. 1 показан ход лучей от одной точки чувствительного элемента /).

Чувствительный элемент 1 представляет собой пленочный электролюминесцентный конденсатор, одной Обкладкой которого служит поверхность металлической модели 2, а другой - прозрачный электропроводящий слой 8, Электрическое «апряжение U от блока питания 4 подается одним полюсом на металлическую модель 2, а другим - на электропроводящий слой 8. Между поверхностью модели 2 и электропроводящим слоем 8 нанесен слой специального диэлектрика 9, например, эпоксидной омолы ЭД-6, диэлектрическая проницаемость или толщина которого зависят от давления, и электролюминесцентный слой 10. (Действие давления на чувствительный элемент показано на чертеже широкими стрелками, а свечение электролюминесцентного слоя- сплошными стрелками). Общая толщина чувствительного элемента составляет примерно 0,1 мм.

Система работает следующим образом.

При включении блока питания 4 на чувствительный элемент 1 подается переменное электрическое напряжени-е, под действием которого электролюминесцентный слой 10 светится. Если давление, действующее «а чувствительный элемент, равномерно вдоль его поверхности, то свечение слоя 10 также равномерно. При работе аэродинамической трубы модель 2 обдувается потоком воздуха, вследствие чего давление еа чувствительный элемент становится неравномерным.

Посколыгу диэлектрическая проницаемость или толщина слоя 9 зависят от давления, то эффективная напряженность электрического поля, возбуждающего электролю шнесценцию в слое W, такж-е зависит от давления: в местах, где давление больше, напряженность меньше. В свою очередь, яркость свечения электролюминесцентного слоя 10 зависит от напряжения

электрического поля (вид зависимости экспоненциальный). Таким образом, яркость свечения слоя 10 в данном месте зависит от величины давления в этом месте, распределение яркости свечения чувствительного элемента соответствует распределению давления вдоль его поверхности. Оптическое сканирующее устройство 6 непрерывно во времени просматривает noBepXJHocTb чувствительного элемента по заданной траектории сканирования. При этом в каждый момент времени на фоторегистратор 7 пропускается свет только от одной какой-либо точки чувствительного элемента, следовательно, выходной сигнал фоторегистратора 7

5 меняется во времени в соответствии с изменением давления вдоль траектории оканирования, т. е. выходной сигнал аналогичен телевизионно му сигналу. Выходной сигнал с фоторегистратора может

0 быть использован в дальнейшем для графического построения распределения давления или для визуализации картины распределения давления с помощью воспроизводящего телевизионного устройства.

Предмет изобретения

Система для измерения распределения давления на поверхности модели летательного аппарата, содержащая чувствительный элемент, оптическое сканирующее устройство к фотоэлектрический регистратор, отличающийся тем, что, с целью обеспечения возможности непрерывного измерения профиля давления на исследуемой поверхности вдоль заданной ли5 НИИ, в ней чувствительный элемент выполнен в виде электролюминесцентного конденсатора, одна обкладка которого образована поверхностью металлической модели, а другая прозрачным электропроводящим слоем, между которыми нанеси электролюминесцентный слой и слой диэлектрика, диэлектрическая проницаемость которого зависит от давления, например, слой эпоксидной смолы.