在风洞试验高温高焓值高速气流冲刷条件下, 热防护材料的表面形貌和外形结构变 化情况,对于保持飞行器良好气动外形和安全飞行具有重要意义。传统的接触式检测方 法,使用螺旋测微器等进行离线测量,只能反映实验前和实验后两个状态的变化情况, 无法表征结构件外形的动态变化过程。植入式光纤传感器实现了烧蚀率的在线测量,但 只能测量被测物的一个单点变形,具有很大的局限性。
针对高温背景辐射问题,本项目提出使用功率达到 2000mW ,532nm 激光光源作为 结构光照明光源, 配合使用窄带宽组合滤波片, 能够实现 2000 摄氏度高温环境下的背景 辐射抑制和成像。相关光源具有高功率,窄带宽的特点,便于使用窄带宽滤波片过滤有 用信号。但是,相干光源的使用也会带来标定困难的问题。此外,针对面 阵结构光高质量投影覆盖问题, 使用 TI 生产的 DMD 芯片作为光反射部件, 定制长焦投 影镜头, 1 台工业相机, 定制一套“单相机投影仪三维结构光测量系统”。
1. 具有自主知识产权。
2. 成果来源:中国空间技术研究院所属北京东方计量测试研究所横向项目。
3. 技术先进性:国内领先,实现石墨基底材料在 2000℃的三维重建。
1. 研究了高温背景辐射的问题, 解决了高温环境下辐射严重结构光被湮没无法成像 的问题。
2. 研究了激光投影系统散斑严重的问题,提出了常温蓝光标定的方法。
3. 研究了面阵结构光高质量投影覆盖问题, 实现快速线阵切换从而实现全场结构光 覆盖。
阳建宏,教授,博导, 现任北京科技大学机械工程学院机电系副主任,长期从事冶 金装备状态监测与故障诊断的相关科研和教学工作, 入选北京市高等学校青年英才计划, 2018 获全国冶金先进青年科技工作者。
航空航天行业烧蚀材料的烧蚀率测量,可推广至各种超高温服役温度材料的三维重 建。
经济效益分析:
实现了材料在超高温环境下的三维重建,对研究材料在超高温环境下的破坏机理和 性能有突出贡献。
目前处于何种研发阶段: ☐研发 ☐小试 ☒中试 ☐小批量生产 ☐产业化; 样机: ☒ 有 ☐无 其他: ☐如选择“其他”,请说明: 。
已投入成本: 100W。
推广应用情况:在中国空气动力研究与发展中心的 1MW 高频等离子体风洞完成实 验,通过项目验收。
期望技术转移成交价格(大概金额):面议。