專利名稱：受迫對流式大氣湍流模擬器的制作方法
技術領域：
本實用新型的受迫對流式大氣湍流模擬器屬于大氣光學、自適應光學 技術領域。
技術背景現(xiàn)有的湍流模擬的方法有三種①利用液體水、酒精等，對其加熱形成 對流湍流。②利用相位板和液晶器件模擬大氣湍流。③利用管道式大氣湍流模擬與測量的 系統(tǒng)。前二者功耗大，造價高，維護不便，后者構造復雜，控制程序多。 發(fā)明內容本實用新型的目的在于提出一種采用加熱空氣受迫對流的方式在實驗 室條件下模擬大氣湍流的裝置。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的受迫對流式大氣湍流模擬器由模擬器和電氣控 制柜兩大部分組成，二者以電路相連。模擬器為空腔殼體，在殼體兩側面板上裝設有光學窗 口 ，前側面板上開有長方形出風口 ，與出風口相鄰的兩內折角處裝設有導角，在殼體后側面 板上裝設有風扇，在殼體后側面板內側裝設有防護網(wǎng)，在網(wǎng)上連裝有電熱管，在殼體上端面 插有熱敏傳感器，放置有監(jiān)測槽，槽內插有熱線風速儀的探測桿，與設置在殼體外的熱線風 速儀電路相連，該桿下部插入殼體內。殼體的外殼與內膽之間填充有硅酸鋁纖維保溫層。 由于采用上述技術方案，本裝置所模擬的大氣湍流具有良好的重復性和可控性， 可模擬的大氣湍流范圍寬，大氣湍流強度C;2的范圍10—13 10—"m—2/3，湍流內尺度1。的范圍 在2. 0 4. 5mm，大氣相干長度r。(A = 632. 8nm)的范圍為2. 0 12. 0cm。非常適用于開 展激光大氣傳輸光束強度起伏效應、到達角起伏效應以及光束波陣面畸變等大氣湍流效應 的實驗研究，也可用于開展大氣湍流參數(shù)Cn2、 1。、 L。和r。等的光學測量技術研究。
本實用新型的具體結構由以下的附圖和實施例給出 圖1是受迫對流式大氣湍流模擬器結構示意圖； 圖2是控制柜面板布設示意圖； 圖3是控制柜內部接線示意圖。 圖1圖例l.出風口，2.導角，3.KA32L型熱線風速儀，4.探測桿，5.監(jiān)測插槽， 6.防反射板，7.壓板，8.光學窗口，9.螺釘，IO.接線盒，ll.保溫層，12.防護網(wǎng)，13.電熱 管，14.變頻風扇，15.調節(jié)螺絲，16.殼體，17.熱敏傳感器。 圖2、圖3圖例1.指示燈，2.變頻風扇控制面板，3.湘呈99L1型電壓表，4.湘 圼99T1型支路電流表，5. P909-201型微電腦程序/溫度控制器面板，6.報警指示燈/蜂鳴 器，7.加熱開關，8.電源按鈕，9.散熱風扇，IO.總線，ll.總開關(Kl :CHNT DZ47-60-C6， K2 :CHNT DZ47-60-C10，K3 :CHNT DZ47-60-C50) ， 12.變頻風扇，13. CJX1-16型交流接觸器， 14.空氣開關，15. SSR-3H 380D型固體繼電器。
具體實施方式
實施例如圖1-3所示，受迫對流式大氣湍流模擬器由模擬器和電氣控制柜兩大 部分組成，二者以電路相連。模擬器為一長方體空腔殼體16，在其兩側面板上裝設有光學 窗口 8，前側面板上開有長方形出風口 l，與出風口 l相鄰的兩內折角處裝設有導角2，在殼 體16后側面板上裝設有變頻風扇14，在殼體16后側面板內側裝設有防護網(wǎng)12，網(wǎng)上連裝有電熱管13。在殼體16上端面放置有監(jiān)測插槽5，插有KA32L型熱線風速儀3的探測桿4， 與設置在殼體16外的熱線風速儀3電路相連，該桿下部插入殼體16內。熱敏傳感器亦17 亦插入殼體16內，其可實時探測模擬器內部幾何中心的溫度并將弱信號反饋給圖2所示的 電氣控制柜中的微電腦程序/溫度控制器5，通過溫度控制程序后轉化為電流信號，作用于 圖3所示的電氣控制柜中的交流接觸器13，交流接觸器13控制高壓電路，通過固體繼電器 15控制圖1所示的電熱管13的供熱功率。殼體16的外殼與內膽之間填充有硅酸鋁纖維保 溫層11。導角2的結構為中心角呈60度的弧形板，其作用在于防止湍流模擬器內部形成不 均勻的氣體渦旋，影響模擬的湍流均勻性。光學窗口 8為透明玻璃，其裝設在壓板7中央， 壓板7通過螺釘9連裝在防反射板6上，防反射板6為鋁合金材料，涂有黑漆，可防止光波 反射。光學窗口 8是為湍流大氣及大氣光學效應等科學實驗的研究預留的光束通道，可供 不同束腰不同波長的激光束通過，最大束腰直徑一般不超過120cm。電熱管13共計15根， 分前中后3排，每排5根，與高壓380V電路單獨相連。如圖3所示，電氣控制柜中的空氣開 關14主要起絕緣作用，當電壓過高時自動斷開。如圖1所示，殼體16的外緣連裝有接線盒 10，湍流模擬器上的電熱管13、變頻風扇14與電氣控制柜相連的電源線均先進入該盒。熱 敏傳感器17與如圖3所示的電氣控制柜中的總線10電路相連。殼體16的四個底角位置 連裝有調節(jié)螺絲15，可使殼體16實現(xiàn)自由升降。 實施模擬時 ①順序開啟控制柜內總開關ll，即圖3中的K1、K2、K3，當圖2中的電壓表3的指 示為380V，支路電流表4的指示為0A，即表示進入正常操作狀態(tài)。 ②打開圖2中的電源按鈕8，根據(jù)欲模擬的大氣條件如風速，在變頻風扇控制面板 2上設定圖3中的變頻風扇12(即圖1中的變頻風扇14)的轉速，準備加熱。 ③開啟圖2中的加熱開關7，對圖1中的電熱管13加熱，在圖2所示的微電腦程序 /溫度控制器面板5上設定一高于室溫的溫度值，調節(jié)輸出功率百分比，根據(jù)欲模擬的大氣 條件(主要指溫度的穩(wěn)定性，輸出功率百分比越小，穩(wěn)定性越好，但所需穩(wěn)定的時間越長； 反之，輸出功率百分比越大，穩(wěn)定性越差，但所需穩(wěn)定的時間越短)來調節(jié)。打開圖1中的 熱線風速儀3，檢測殼體16內的風速及溫度，待風速、溫度基本穩(wěn)定后，確定進入正常工作 狀態(tài)。 ④模擬完畢，關閉模擬器時逆序進行，先關閉圖2中的加熱開關7，待圖1中的電熱 管13基本冷卻再關閉圖2中的電源按鈕8，然后依次關閉圖3所示的控制柜內開關K3、K2、 Kl。 ⑤如果先關閉圖2中的電源按鈕8，由于圖1中電熱管13未能足夠散熱，則圖2中 的報警指示燈/蜂鳴器6同時報警。
權利要求一種受迫對流式大氣湍流模擬器，由模擬器本體和電氣控制柜兩大部分組成，二者以電路相連，其特征在于模擬器為空腔殼體，在殼體兩側面板上裝設有光學窗口，前側面板上開有長方形出風口，與出風口相鄰的兩內折角處裝設有導角，在殼體后側面板上裝設有風扇，在殼體后側面板內側裝設有防護網(wǎng)，在網(wǎng)上連裝有電熱管，在殼體上端面插有熱敏傳感器，放置有監(jiān)測插槽，插有熱線風速儀的的探測桿，與設置在殼體外的熱線風速儀電路相連，該桿下部插入殼體內。
2. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于殼體的外殼與內膽 之間填充有硅酸鋁纖維保溫層。
3. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于導角結構為中心角 為60度的弧形板。
4. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于光學窗口為透明玻 璃，其裝設在壓板中央，壓板連裝在防反射板上，防反射板涂有黑漆。
5. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于電熱管分前中后排，與高壓380V電路單獨相連。
6. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于熱敏傳感器與電氣 控制柜中的總線電路相連。
7. 如權利要求1所述的受迫對流式大氣湍流模擬器，其特征在于模擬器的殼體四個 底角位置連裝有調節(jié)螺絲。
專利摘要本實用新型的受迫對流式大氣湍流模擬器屬于大氣光學、自適應光學技術領域，由模擬器和電氣控制柜兩部分組成，以電路相連。模擬器為空腔殼體，在殼體兩側面板上裝設有光學窗口，前側面板上開有長方形出風口，與出風口相鄰的兩內折角處裝設有導角，在殼體后側面板上裝設有風扇，在殼體后側面板內側裝設有防護網(wǎng)，網(wǎng)上連裝有電熱管，在殼體上端面放置有監(jiān)測插槽，插有熱線風速儀的探測桿，與設置在殼體外的熱線風速儀電路相連，該桿下部插入殼體內。本模擬器所模擬的大氣湍流范圍寬，具有良好的重復性和可控性，非常適用于激光大氣傳輸光束強度起伏、到達角起伏效應及光束波陣面畸變等大氣湍流效應的實驗研究，也可用于大氣湍流參數(shù)的光學測量技術研究。
文檔編號G01M9/08GK201503343SQ20092016448
公開日2010年6月9日 申請日期2009年9月23日 優(yōu)先權日2009年9月23日
發(fā)明者馮建偉, 宗飛, 強希文, 李巖, 胡月宏, 趙軍衛(wèi), 韓燕 申請人:中國人民解放軍63655部隊