压力敏感涂料特性及其校准技术实验研究

《压力敏感涂料特性及其校准技术实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、航空学报ActaAeronauticaetAstronauticaSinicaFeb．252013V01．34No2227．234lSSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：／／hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn压力敏感涂料特性及其校准技术实验研究李国帅1，周强1’*，刘祥1，金毕青2，高丽敏3，马护生1，熊健11．中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳6210002．武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉4300733．西北工业大学动力与能源学院，陕西西安710072摘要

2、：精细化的校准技术和涂料特性研究是影响压力敏感涂料(PSP)测量技术测量精度及其工程应用的重要因素。为此以PSP地面实验测量系统为主要平台，进行了国产PSP的静态校准和光降解实验，基于自主编制的PSP静态校准图像后处理程序研究了PSP压力、温度灵敏度之外所展现出的重要特性。研究结果表明：一定压力范围内，PSP的Stern-Volmer响应曲线呈现出较为明显的非线性，在校准中应采取高阶Stern—Volmer关系式进行拟合；在均匀压力和温度下，不同样片区域的校准结果呈现出空间不均匀性，这种不均匀性会影响PSP的校准精度

3、；PSP存在光降解效应，其隆解曲线在一定时间内近似为线性。同时，本文还简要分析了其产生机理以及对PSP测量精度的影响，初步提出了相应的评估指标及改进措施。关键词：压力敏感涂料；静态校准；涂料特性；压力响应非线性；空间不均匀性；光降解中图分类号：V211．7文献标识码：A文章编号：1000—6893(2013)02—0227～08压力敏感涂料(PressureSensitivePaint，PSP)测量技术是一种基于高分子聚合物光致发光过程和动态氧猝灭效应的新型光学非接触式压力测量方法。自20世纪80年代提出以来，以其技

4、术优势和巨大的发展前景，受到了世界各国航空航天领域的广泛关注和深入研究。目前，美国、俄罗斯和欧洲等航空航天大国在PSP测量技术应用研究方面已十分成熟，在各类大型生产型风洞中建立了先进的PSP测量系统[1。7]。90年代末以来，国内PSP测量技术经过多年的努力已经取得了长足的进展，中航空气动力研究院、航天空气动力技术研究院以及西北工业大学等单位开展了jk量的工程应用与基础研究工作，极大地推动了PSP测量技术的发展[8。11。。涂料校准是PSP测压的基础和关键环节，而精细化的涂料特性研究对于提高PSP测量精度具有重要意义

5、。国外相关研究机构和大学，如：美国国家航空航天局(NASA)兰利中心、阿诺德中心、格林中心以及英国曼切斯特大学等均建立了较为先进的PSP校准系统，并基于涂料校准系统开展了大量的工作，研究了涂料压力与温度敏感特性[120以及相机视角、滤光片组合方式、湿度效应和自猝灭效应等因素[13。171对涂料特性的影响。美国Boeing公司[1钉以PSP校准装置为实验平台，研究了上百种涂料的特性，建立了较为完善的涂料特性评价标准与评估体系。目前，从公开发表的文献来看，国内的涂料特性研究主要集中在压力灵敏度和温度灵敏收稿日期：2012

6、-02—23；退修日期：2012-04-05；录用日期：2012—05—07；网络出版时间：2012．06．0815：55网络出版地址：WWWcnki．net／kcms／detail／11．1929．V20120608．1555003．htmI基金项目：国家自然科学基金(11172316)*通讯作者．TeL．：0816-2462463E-mail：zhouqian96604@163COWl引惩箍武iLiGS。ZhouQ．Liux．etal．Experimentalresearchofpressuresensitive

7、paintpedormancaandcalibrationtechniqueActaAero—nauticaetAstronauticaSmica．2013．34(2)：227-234．李国姊．蜀强，刘祥．等．压力敏感涂料特性及其校准技术实验研究．航空学报，2013．34(2)：227．234．航空学报度[8’11

8、，涂料校准实验的图像后处理一般采用法国ONERAAfix2等国外图像处理软件口争2⋯。本文基于自主编制的PSP静态校准程序，通过PSP静态校准和光降解实验深入研究了涂料压力与温度敏感度之外所呈现出的压力响

9、应非线性、校准空间不均匀性以及光降解等重要特性，并简要分析了其产生机理以及对PSP测量精度的影响，初步提出了相应的评估指标与改进措施。1实验原理及方案PSP受到一定波长光源照射时，涂层中的探针分子会受到激发，进入电子激发态，并通过发射波长更长的光来耗散所吸收的能量，同时，激发态的探针分子与空气中渗透进入涂层并在其中扩散的氧分子相碰撞，转移所吸收