Қысымға сезімтал бояу - Pressure-sensitive paint

Қысымға сезімтал бояу (PSP) бұл әдетте аэродинамикалық жағдайда ауа қысымын немесе жергілікті оттегінің концентрациясын өлшеу әдісі. PSP - бұл бояу тәрізді жабын, ол жарықтандырудың белгілі бір толқын ұзындығында әр түрлі қарқындылықта оның бетіне жергілікті әсер ететін ауа қысымына байланысты флуоресцирленеді.

Бұл қалай жұмыс істейді

Үлгі беті PSP жабындысымен аэрографпен немесе автокөлік түріндегі бояу мылтықпен боялған. PSP оттегі өткізгіш байланыстырғышта ілінген оттегіге сезімтал зондтан тұрады. Содан кейін модель пешке орналастырылады, сондықтан PSP қабаты емдей алады. Емдеуден кейін модель жел туннеліне немесе тиісті сынақ жағдайына орналастырылады. Бояу ішіндегі қысымға сезімтал зондты қоздыру үшін белгілі бір толқын ұзындығының жарықдиодты шамдары қолданылады. Қозғалғаннан кейін қысымға сезімтал зонд фотонды шығаруы немесе жергілікті оттегімен сөндірілуі мүмкін жоғары энергетикалық күйге ауысады. Бұл бәсекелес шығарындылар мен сөндіру процесі бояу қабатының қарқындылығын анықтайды. Нәтижесінде қысым күшейіп, төменгі қысымда жарқын реакция пайда болатын жерде күңгірт флуоресценция пайда болады.

Содан кейін жер бетінен шығарылатын қарқындылықты ПЗС немесе ғылыми фотокамера ұзаққа созылатын сүзгі арқылы тіркейді және алдын-ала анықталған калибрлеу көмегімен қысымға айналдыру үшін сақтайды. Бояу қабатының суреттері үш жағдайда жазылады. Әдетте стандартты атмосфералық жағдай болып табылатын туннель сөндірілген белгілі сілтеме жағдайындағы желді өшіру суреті. Жел тоннелі жұмыс істеп тұрған жүктелген күйдегі жел суреті. Сонымен, қоршаған орта жарығы жарық көзінсіз түсірілетін фондық сурет. Содан кейін деректерді өңдеу кезінде фондық кескін желдің сілтемесінен және желдің күйі суретінен алынады. Беткі қабаттың фотосуреттерін жел туннелінің сынақ бөлігінен тыс жерден алуға болады, яғни қысымның таралуын алу үшін модель ешқашан бұзылмауы немесе қол тигізбеуі керек. Компьютерлік фотосуреттерді жасау үшін пайдалануға болады жалған түсті кескіндер, мұнда түс диапазоны қысымның өзгеруіне сәйкес келеді.[1]

Қолданбалар

Құрылыстың қымбаттығына байланысты ұшақтар, ұсынылған әуе кемелерінің алғашқы конструкциялары әдетте аэродинамикалық сынақтан өтеді жел тоннельдері. Бұл туннельдерде нақты ұшақты еркін ұшуда имитациялау үшін модельдер (әдетте кіші өлшем) ауа ағындарына ұшырайды. Модельге әсер ететін аэродинамикалық күштер өлшенеді және олар ауа ағындарының эквивалентті әсеріне ұшыраған кезде ұшақтың реакциясын болжау үшін қолданылады.

Автокөліктер аэродинамикалық сынақтан өтеді жел тоннельдері. Автокөлік компаниялары жоғары және төмен қысым аймақтарын өлшеу үшін осы сынақтарда жиналған деректерді пайдаланады. Бұл деректер инженерлерге көліктердің өнімділігін арттыру үшін дизайнды жақсартуға көмектеседі. Осы конструкцияларды өзгерту арқылы инженерлер газ жүгірісін жақсартуға және шуды азайтуға көмектеседі.[2]

Барлық модель бойынша аэродинамикалық күштерді өлшеу үшін сәуленің баланстары модельге қосылған. Сонымен қатар, бұл күштердің әуе кемесінің аэродинамикалық беттері бойынша қалай бөлінетінін де түсіну қажет, және бұл түсінікті алу қиынырақ. Массивін қолдану классикалық тәсіл болып табылады қысым крандары модель бойынша беттік қысымның үлестірілуін өлшеу. Қысым крандары шектеулі кеңістіктік ажыратымдылықты қамтамасыз етеді және көбінесе модельдік геометриямен шектеледі және күрделі геометрияларға ену өте қымбат болуы мүмкін.

PSP қысымды шүмектерге қарағанда инвазивті емес арзан балама ұсынады. PSP сонымен қатар кеңістіктік ажыратымдылықты ұсынады, бейнелеу камерасының әр пикселі қысыммен жұмыс істейді. PSP қондырғысы мен тәжірибесі бар қысыммен өлшеу кезінде 150 Па дәлдікке жетеді.

Уақыт бойынша шешілген PSP қосымшалары импульсті қозуды, бейнелеу құрылғыларының кешігуін және шегінуді қамтиды. Осылайша қысымның дифференциалдарын уақыттың функциясы ретінде анықтауға болады. Бұл жағдайда бейнелеу құрылғылары қозуға синхрондалуы керек. Синхронизацияны көпарналы цифрлық генераторлар қамтамасыз етеді.

Екілік қысымға сезімтал бояу

Қызықтыратын тағы бір бағыт - жылдамдығы төмен жел тоннельдеріндегі беткі қысымды өлшеу. Екілік PSP жүйелері қысымды градиенттері аз және қате көздері маңызды болатын жел жылдамдығы төмен жылдамдықты ортада қолданылады. Эталондық жағдай мен жүктелген жағдай арасындағы модель ауысуы, бояу қалыңдығының өзгеруі, шамның тұрақсыздығы және температура PSP деректеріндегі маңызды қателіктер болып табылады. Бинарлық PSP бояу қабатына сілтеме зонд деп аталатын екінші зондты қолдану арқылы осы қателіктердің көптеген көздерін азайтады. Бұл анықтамалық зонд төмен жылдамдықта жоғары сапалы PSP қысым карталарын шығаратын осы қателіктердің әсерін салыстыру үшін қолданылады.

Артықшылықтары

Жаңа технологияның ең үлкен артықшылығы - қысым крандарының массивін орнатумен салыстырғанда дайындық уақыты едәуір қысқарды, сол модельді басқа тестілеу кезінде қолдануға болады, мысалы, жүк көтергіш сынақтар немесе радиоланта шағылысу сынақтары, өйткені PSP кедергі жасамайды. Басқа әдістермен салыстырғанда көптеген деректер нүктелері бар. Нақты қысым крандарымен шектелудің орнына, әр пиксельде «қысым краны» бар.

Пайдаланылған әдебиеттер

  1. ^ Ағынмен жүру, Аэроғарыштық инженерия және өндіріс, наурыз, 2009, 26-27 беттер (Автокөлік инженерлері қоғамы )
  2. ^ «Мұрағатталған көшірме». Архивтелген түпнұсқа 2018-02-06. Алынған 2010-03-06.CS1 maint: тақырып ретінде мұрағатталған көшірме (сілтеме)