摘要：壓敏涂料技術(shù)是重要的風(fēng)洞模型表面壓力測量技術(shù)之一。作者介紹了壓敏涂料的研制及該技術(shù)應(yīng)用于 風(fēng)洞試驗時的自動化試驗圖像采集技術(shù)、試驗數(shù)據(jù)處理與修正技術(shù)及實際應(yīng)用中的一些經(jīng)驗，給出了在飛機機翼、 邊條.前緣襟翼.副翼表面，壓敏涂料技術(shù)與常規(guī)測壓孔技術(shù)測量結(jié)果的比較。
關(guān)鍵詞：壓敏涂料技術(shù)；壓敏涂料；風(fēng)洞試驗技術(shù) 中圖分類號：V211.74 文獻標識碼：A
o引言
壓敏涂料 PSP(Pressure Sensitive Paint)技術(shù)是 基于發(fā)光分子的氧猝熄現(xiàn)象發(fā)展起來的一項技術(shù)。 其基本使用原理是將一種特殊材料制成的具有壓力 傳感器功能的壓敏涂料噴涂到模型表面上，它在特定 波長的激發(fā)光照射下，可發(fā)射出熒光。熒光強度場與 壓力場強有關(guān)，由高分辨率的數(shù)字式CCD攝像頭攝 取模型表面熒光強度的圖像，通過計算機圖像處理， 可得到模型表面壓力分布。到目前為止，世界航空技 術(shù)先進的國家風(fēng)洞中都進行了該項技術(shù)研究，并配置 了相應(yīng)的測試設(shè)備，已經(jīng)提供工程應(yīng)用（在來流速度 為亞、跨、超聲速定常流時，已經(jīng)達到與常規(guī)測壓孔獲 得的壓力分布的比較值為|ACP 1=0. 050. 02，如給
定一個測壓點進行修正可達到j(luò) AC, | <0. 02的精準 度水平），從目前的發(fā)展趨勢上看，未來PSP技術(shù)將 很有可能替代常規(guī)開孔壓力測量試驗技術(shù)，而且可以 部分替代常規(guī)天平測力試驗技術(shù)。
PSP技術(shù)的優(yōu)點在于無需單獨另外加工復(fù)雜的 測壓模型，就可得到壓力分布數(shù)據(jù)，而對一些薄翼及 無法開孔的部件，只要光能照到，則可得到壓力數(shù)據(jù)。 對于型號設(shè)計,這些試驗是非常有用的。而且是一種 準非接觸連續(xù)的壓力分布測量技術(shù)，積分可得到全模 型載荷。由于其模型表面熒光強度的變化對應(yīng)于氣 動載荷分布變化，是實時的流譜，這些結(jié)果都具有很 高的工程應(yīng)用價值。
究院與中國科學(xué)院化學(xué)研究所對使用國產(chǎn)PSP的 PSP技術(shù)的應(yīng)用研究工作。
1壓敏涂料系統(tǒng)試驗設(shè)備
壓敏涂料系統(tǒng)主要由壓敏涂料、激發(fā)光源系統(tǒng)、 @準系統(tǒng)、實驗圖像采集系統(tǒng)、實驗圖像處理系統(tǒng)等 5部分組成(見圖1)。
激光器
圖1 PSP技術(shù)風(fēng)洞試驗系統(tǒng) Fig. 1 General layout of the PSP system
i.i壓敏涂料
PSP由屏蔽層、粘性層、活性層等3種化合物層 組成，可以連續(xù)噴涂于模型表面。屏蔽層主要用于在 模型表面建立光學(xué)均勻性和增加光的反射。該層也 可在模型和活性層之間建立化學(xué)和物理的分離面，使 模型的材料不影響PSP的性質(zhì)。粘性層的作用是確 保活性層粘接到模型表面的屏蔽層?；钚詫又饕?兩種成份組成:一種是對氧有很高穿透性的化合物， 另一種是散布在化合物中的受激發(fā)光分子團。
PSP可以類似普通油漆一樣由噴槍噴于模型表 面。壓敏涂料總厚度一般是0.040.08mm。
1.2 PSP的樣片校準
在將PSP噴涂于模型表面的同時，必須準備校 準的樣片。在試驗段中使用的試驗圖像采集與處理 系統(tǒng)和光源系統(tǒng)將用于校準系統(tǒng)。
樣片校準公式為：
i=2 > = 2
pmu,o = ESzW)"
* = 0 廣 0
式中：h為校準系數(shù)為作用于樣片上壓敏涂料的 環(huán)境溫度；P為作用于樣片上壓敏涂料空氣的壓力； 夂=J。"，其中J。為參考樣片在無氧分子滲透作用時 產(chǎn)生的熒光強度，它只與激發(fā)光源的光強有關(guān)，與作用 于PSP的溫度和空氣壓力無關(guān);J為對應(yīng)作用于PSP 的溫度和空氣壓力時，PSP發(fā)射的熒光強度。
1.3 PSP技術(shù)的自動化風(fēng)洞試驗方案
PSP技術(shù)應(yīng)用于暫沖式生產(chǎn)型高速風(fēng)洞時，遇到 的主要問題有：
(1)風(fēng)洞試驗流場不可能較長時間的穩(wěn)定，容易 造成PSP技術(shù)進行多次試驗圖像采集時，因試驗流 場不同導(dǎo)致試驗精度不高。另外，PSP技術(shù)與風(fēng)洞常
規(guī)測壓孔技術(shù)試驗數(shù)據(jù)采集時間的不同步，是造成兩 者試驗結(jié)果在比較時的偏差的主要因素之一；
(2)PSP技術(shù)試驗數(shù)據(jù)的采集是采用手動的方式 完成，造成試驗效率低及容易產(chǎn)生人為失誤使得試驗 數(shù)據(jù)丟失。
為解決上述問題，研制與開發(fā)了 PSP技術(shù)風(fēng)洞 試驗控制軟件，實現(xiàn)了 PSP技術(shù)風(fēng)洞試驗的自動化。 其控制流程見圖2。
田2 PSP技術(shù)風(fēng)洞試驗流程圖 Fig. 2 Flow chart of PSP technique in wind tunnel test
2 PSP的研制與開發(fā)
psp是psp技術(shù)的關(guān)鍵之一，它提供了測量模 型所有可視表面壓力分布和計算氣動載荷的能力，其 性能決定了 PSP技術(shù)的應(yīng)用范圍。
