用热流探针测量激波速度.pdf

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1、第28卷第5期实验流体力学Vo1．28。No．52014年1O月JournalofExperimentsinFluidMechanics0ct．。2O14文章编号：1672—9897(2014)05—0086-06doi：10．11729／syltlx2O13OO98用热流探针测量激波速度张仕忠，李贤，李进平，陈宏，俞鸿儒(中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室，北京100190)摘要：激波速度测量是激波管和激波风洞运行状态的一个重要参数，压电传感器或光学方法测速系统成本高，而传统电离探针在激波马赫数较低、波后温度达不到空气电离程度的情况下

2、无法满足实验要求。提出了一种使用同轴热电偶作为测速探针来测激波速度的方法，弥补了电离探针在激波马赫数较低时的不足。介绍了同轴热电偶探针测速原理，并设计了测量激波速度的系统电路。通过信号放大电路锁定激波冲激信号，触发脉冲信号发生电路，实现了一种单通道、多测点的激波风洞测速系统。分别开展以温度与热流为触发信号的风洞实验，结果表明只有使用热流信号才能满足激波测速的时间要求。关键词：热流探针；激波速度；同轴热电偶；电离探针；激波风洞中图分类号：V211．71文献标识码：AThemeasurementofshockwavevelocitybyheatfluxp

3、robeZhangShizhong，LiXian，LiJinping，ChenHong，YuHongru(StateKeyLaboratoryofHighTemperatureGasDynamics，InstituteofMechanics，ChineseAeademyofSciences，Beijing100190，China)Abstract：Shockwavevelocityisoneofthemostimportantparametersinshocktubeforde—terminingtherunningstates．Itcanbemea

4、suredthroughshockpressureoropticalmethod，ofwhichthecostwillbehighinlargesystems．Ionization—probeisaneffectivemeansofdeterminingthevelocityofdetonationorstrongshockwavesbyusingtheconductivitybehindtheshockwave，butitmaynotmeettheexperimentalrequirementsundertheconditionthatthesho

5、ckwaveveloc—ityissolowthattheairbehindtheshockwavecannotreachtheionizationtemperature．Ather—mocouplefluxprobewithhighfrequencyresponseisusedinourmeasurementsystemtoover—cometheaforementioneddisadvantages．Basedontraditionalionization—probecircuit，thether—mocoupleprobemeasurement

6、circuitisredesigned．Theshockwavesignalisamplifiedandlockedtotriggerthepulsegeneratingcircuittoobtaintheshockvelocitysigna1．Thekeyofthecircuitdesignisthatthesecondaryampsignalinterferenceisparticularlylargeafterthethermalsimula—tionnetwork，duetotheloadthroughacapacitor，therefore

7、，themagnificationofthesecondaryamplificationcircuitcannotbetoohigh，buttheamplitudeofheatfluxsignalisdeterminedbythemagnification，sotherelationshipbetweenthetwofactorsneedtobebalanced．Temperatureandheatfluxsignalsareusedastriggersignalsrespectively．Thedelaytimescontrastedwithpie

8、zoe—lectricsensorsareinconsistentwhenthetriggersignali