專利名稱：超高壓水霧試驗系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明一種超高壓水霧試驗系統(tǒng)裝置，屬于軍事防御技術領域，涉及利用水霧來 抵御光電偵察及制導武器的防偵察監(jiān)視和防精確打擊的隱形防護技術，具體涉及一種針對 超高壓水霧遮蔽干擾性能進行測試評價的超高壓水霧試驗系統(tǒng)。
背景技術：
利用超高壓水射流形成水霧實施目標隱形防護是一種新型光電對抗無源干擾技 術，國內外尚無利用超高壓水射流形成水霧實施目標隱形防護的成熟技術和文獻報道。評價超高壓水射流水霧對紅外、激光、可見光等光電信號遮蔽、干擾效果的關鍵指 標需要通過一定的光電對抗設備和測試裝置進行定量的測試評價。由于超高壓水霧遮蔽干 擾性能測試涉及到超高壓旋轉噴頭等特種裝置、大氣環(huán)境模擬、多種光電探測儀器設備以 及數(shù)據(jù)處理和控制技術，因此國內尚無類似的試驗系統(tǒng)。本發(fā)明針對上述情況，發(fā)明了一種針對超高壓水霧遮蔽、干擾可見光、激光、熱成 像、紅外偵察等光電信號的性能測試和指標分析評價的超高壓水霧試驗系統(tǒng)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種對水霧遮蔽干擾性能進行定量測試和分析評價的超 高壓水霧試驗系統(tǒng)。該超高壓水霧試驗系統(tǒng)可模擬大氣壓力、溫度、濕度、風力等大氣環(huán)境 指標，針對超高壓水射流水霧隱形發(fā)生器所產生的超高壓水霧進行可見光、激光、熱成像、 紅外輻射等偵察方式的遮蔽干擾性能指標測試，并進行分析和評價，找出超高壓水霧的濃 度、粒徑大小及粒徑分布對各種偵察手段的影響程度和規(guī)律。本發(fā)明的超高壓水霧試驗系統(tǒng)，包括水霧箱、數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)、可見光輻 射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測單元、1. 06微米近紅外激光衰減探 測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測單元、空氣加熱裝置、空氣冷卻裝置、加濕裝置、除濕 裝置、軸流風機、超高壓超高轉速旋轉噴頭、溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、風速傳 感器、水霧濃度傳感器、粒徑分布儀等。水霧箱是進行超高壓水霧試驗的工作室，超高壓水通過管路與設置在水霧箱中的 一組超高壓超高轉速旋轉噴頭相連，用于產生超高壓水霧。在水霧箱的側面開設有五對探 測窗，在每一對探測窗外依次對應布置有可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、 紅外熱成像探測單元、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測 單元，可同時或分別對超高壓水霧進行遮蔽干擾性能的測試分析，所有探測單元均與數(shù)據(jù) 采集分析控制子系統(tǒng)相連。在水霧箱的兩側分別設置有斗形的進風及出風通道，并在通道內設置有通氣隔 柵，以使氣流在水霧箱中的流向盡可能一致。通過開啟或關閉進風口、出風口處的軸流風 機，并通過控制通風量來模擬不同的風速大小，可在不同風速的工況下進行測試。將通風量 調節(jié)至最大時，可將水霧箱中的水霧迅速排盡，以進行下一項的測試。在水霧箱的下方設置有放水閥。為使水霧試驗系統(tǒng)能夠在不同的大氣環(huán)境條件下進行試驗，在水霧箱中設置有空 氣加熱裝置、空氣冷卻裝置、加濕裝置、除濕裝置，上述裝置分別與數(shù)據(jù)采集分析控制子系 統(tǒng)相連，配合軸流風機的作用以模擬大氣壓力、溫度、濕度、風力等大氣環(huán)境參數(shù)，從而獲得 超高壓水霧在不同大氣環(huán)境條件下的各項測試指標。水霧箱中進一步設置有溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、粒徑 濃度傳感器、粒徑分布儀，它們分別與數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)相連，用于實時監(jiān)控和測量 試驗過程中的水霧箱中的溫度、壓力、濕度、風速、水霧的粒徑和濃度以及水霧的粒度分布 等指標，并將這些指標與可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測 單元、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測單元所獲得的指 標同時輸送到數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)。可見光輻射度探測單元由可見光光譜輻射計和標準商素光源組成，紅外光譜衰減 探測單元由紅外光譜輻射計和標準黑體輻射源組成、紅外熱成像探測單元由紅外熱成像儀 和直徑20厘米的高溫面輻射源組成、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元由1. 06微米泵浦 激光和激光功率計組成、10. 6微米遠紅外激光探測單元由二氧化碳氣體激光器和激光功率 計組成，所有探測單元的檢測過程均由數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)進行控制。數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)主要是對于水霧試驗過程中的各種探測單元的相關數(shù) 據(jù)進行采集和分析，并根據(jù)實驗結果對超高壓水霧在不同的參數(shù)條件下的遮蔽性能給出綜 合評價。此外，數(shù)據(jù)采集分析控制系統(tǒng)還可根據(jù)測試項目的具體需要，控制水霧箱中空氣的 加熱或冷卻、加濕或除濕、加壓或減壓、增加或減小氣流速度，同時還可以控制噴霧時間的 長短等ο本發(fā)明的超高壓水霧試驗系統(tǒng)裝置，其優(yōu)點及功效在于該裝置可根據(jù)測試的要 求，在水霧試驗箱中模擬大氣壓力、溫度、濕度、風力等大氣環(huán)境指標，針對超高壓水射流水 霧隱形發(fā)生器所產生的超高壓水霧進行可見光、激光、熱成像、紅外輻射等偵察方式的遮蔽 干擾性能指標測試，并進行分析和評價，找出超高壓水霧的濃度大小、粒徑大小及粒徑分布 情況對各種偵察手段的影響程度和規(guī)律，對與最大限度的發(fā)揮超高壓水霧的遮蔽干擾效能 具有重要意義。


圖1所示為本發(fā)明超高壓水霧試驗系統(tǒng)裝置結構示意圖。圖2所示為水霧箱主視圖。其中、1_可見光輻射度探測單元、2-紅外光譜衰減探測單元、3-紅外熱成像探測 單元、4-數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)、5-1. 06近紅外激光衰減探測單元、6-10. 6遠紅外激光 衰減探測單元、7-空氣加熱裝置、8-空氣冷卻裝置、9-加濕裝置、10-除濕裝置、11-軸流風 機、12-超高壓超高轉速旋轉噴頭、13-溫度傳感器、14-壓力傳感器、15-濕度傳感器、16-風 速傳感器、17-粒徑濃度傳感器、18-粒徑分布儀、19-水霧箱、20-探測窗、21-隔柵22-進風 口、23-出風口、24-放水閥。
具體實施例方式下面結合附圖，對本發(fā)明的技術方案做進一步的說明。如圖1、2所示，超高壓水霧試驗系統(tǒng)裝置包括水霧箱19、數(shù)據(jù)采集分析控制子系 統(tǒng)4、可見光輻射度探測單元1、紅外光譜衰減探測單元2、紅外熱成像探測單元3、1. 06近 紅外激光衰減探測單元5、10. 6遠紅外激光衰減探測單元6、空氣加熱裝置7、空氣冷卻裝置 8、加濕裝置9、除濕裝置10、軸流風機11、超高壓超高轉速旋轉噴頭12、溫度傳感器13、壓力 傳感器14、濕度傳感器15、風速傳感器16、粒徑濃度傳感器17、粒徑分布儀18等。水霧箱19是進行超高壓水霧試驗的工作室，超高壓水通過管路與設置在水霧箱 中的一組超高壓超高轉速旋轉噴頭12相連，用于產生超高壓水霧。在水霧箱19的寬度方 向的側面開設有五對探測窗20，在每一對探測窗外分別對應布置有可見光輻射度探測單元 1、紅外光譜衰減探測單元2、紅外熱成像探測單元3、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元5、 10. 6微米遠紅外激光衰減探測單元6，可同時或分別對超高壓水霧進行遮蔽干擾性能的測 試分析，所有探測單元均與數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)4相連。其中，可見光輻射度探測單元 由可見光光譜輻射計和標準商素光源組成，紅外光譜衰減探測單元由紅外光譜輻射計和標 準黑體輻射源組成、紅外熱成像探測單元由紅外熱成像儀和直徑20厘米的高溫面輻射源 組成、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元由1. 06微米泵浦激光和激光功率計組成、10. 6微 米遠紅外激光探測單元由二氧化碳氣體激光器和激光功率計組成，所有探測單元的檢測過 程均由數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)進行控制。如圖1所示，在水霧箱19的長度方向的兩側分別設置有斗形的進風及出風通道， 并在通道內上設置有通氣隔柵21，以使氣流在水霧箱中的流動方向盡可能一致。通過開啟 或關閉進風口 22、出風口 23處的軸流風機11，并通過控制通風量來模擬不同的風速大小， 可在不同風速的工況下進行測試。將通風量調節(jié)至最大時，可將水霧箱中的水霧迅速排盡， 以進行下一項的測試。在水霧箱的下方設置有放水閥對。為使水霧試驗系統(tǒng)裝置能夠在不同的大氣環(huán)境條件下進行試驗，在水霧箱中設置 有空氣加熱裝置7、空氣冷卻裝置8、加濕裝置9、除濕裝置10，上述裝置分別與數(shù)據(jù)采集分 析控制子系統(tǒng)4相連，配合軸流風機11的作用以模擬大氣壓力、溫度、濕度、風力等大氣環(huán) 境參數(shù)，從而獲得超高壓水霧在不同大氣環(huán)境條件下的各項測試指標。水霧箱19中進一步設置有溫度傳感器13、壓力傳感器14、濕度傳感器15、風速傳 感器16、粒徑濃度傳感器17、粒徑分布儀18，它們分別與數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)4相連， 用于實時監(jiān)控和測量試驗過程中的水霧箱中的溫度、壓力、濕度、風速、水霧的粒徑和濃度 以及水霧的粒度分布等指標，并將這些指標與可見光輻射度探測單元1、紅外光譜衰減探測 單元2、紅外熱成像探測單元3、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元5、10. 6微米遠紅外激光 衰減探測單元6所獲得的指標同時輸送到數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)4。數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)4對相關數(shù)據(jù)進行分析后，對水霧在不同的參數(shù)條件下 的遮蔽性能給出綜合評價。數(shù)據(jù)采集分析控制系統(tǒng)4還可根據(jù)測試項目的需要，控制水霧 箱加熱或冷卻、加濕或除濕、加壓或減壓、增加或減小風速，以及噴霧時間的長短等。該超高壓水霧試驗系統(tǒng)裝置工作及控制過程如下通過數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng) 預先設定水霧箱中的溫度、壓力、濕度、風速等試驗初始條件，由溫度傳感器、壓力傳感器、 濕度傳感器、風速傳感器將水霧箱中的實測數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)進行參數(shù)分析比對，并發(fā)出相應指令，使空氣加熱裝置、空氣冷卻裝置、加濕裝置、除濕裝置對水霧箱 進行加熱或冷卻、加濕或除濕，通過軸流風機對水霧箱中的氣流速度及氣壓大小進行控制 和調節(jié)，直到各項指標都符合預先設定的試驗初始條件；開啟超高壓超高轉速旋轉噴頭產 生超高壓水霧，達到預先設定的噴霧時間后，停止噴霧；通過可見光輻射度探測單元、紅外 光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測單元、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元以及10. 6微 米遠紅外激光衰減探測單元對相應指標進行測試，并將數(shù)據(jù)輸送到數(shù)據(jù)采集分析控制子系 統(tǒng)，輸出綜合性試驗報告。
權利要求
1.一種超高壓水霧試驗系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括水霧箱、數(shù)據(jù)采集分析控制子 系統(tǒng)、可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測單元、1. 06微米近 紅外激光衰減探測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測單元、空氣加熱裝置、空氣冷卻裝 置、加濕裝置、除濕裝置、軸流風機、超高壓超高轉速旋轉噴頭、溫度傳感器、壓力傳感器、濕 度傳感器、風速傳感器、水霧濃度傳感器、粒徑分布儀；水霧箱是進行超高壓水霧試驗的工作室，超高壓水通過管路與設置在水霧箱中的一 組超高壓超高轉速旋轉噴頭相連，用于產生超高壓水霧；在水霧箱的側面開設有五對探測 窗，在每一對探測窗外依次對應布置有可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅 外熱成像探測單元、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測單 元，可同時或分別對超高壓水霧進行遮蔽干擾性能的測試分析，所有探測單元均與數(shù)據(jù)采 集分析控制子系統(tǒng)相連；在水霧箱的兩側分別設置有斗形的進風及出風通道，并在通道內設置有通氣隔柵，在 水霧箱的下方設置有放水閥；在水霧箱中設置有空氣加熱裝置、空氣冷卻裝置、加濕裝置、除濕裝置，上述裝置分別 與數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)相連；水霧箱中進一步設置有溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、粒徑濃度 傳感器、粒徑分布儀，它們分別與數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)相連，用于實時監(jiān)控和測量試驗 過程中的水霧箱中的溫度、壓力、濕度、風速、水霧的粒徑和濃度以及水霧的粒度分布等指 標，并將這些指標與可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測單 元、1. 06微米近紅外激光衰減探測單元、10. 6微米遠紅外激光衰減探測單元所獲得的指標 同時輸送到數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)。
2.根據(jù)權利要求1所述的超高壓水霧試驗系統(tǒng)，其特征在于所述的可見光輻射度探 測單元由可見光光譜輻射計和標準商素光源組成；紅外光譜衰減探測單元由紅外光譜輻射 計和標準黑體輻射源組成；紅外熱成像探測單元由紅外熱成像儀和直徑20厘米的高溫面 輻射源組成；1. 06微米近紅外激光衰減探測單元由1. 06微米泵浦激光和激光功率計組成； 10. 6微米遠紅外激光探測單元由二氧化碳氣體激光器和激光功率計組成；所有探測單元 的檢測過程均由數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)進行控制。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超高壓水霧試驗系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括水霧箱、數(shù)據(jù)采集分析控制子系統(tǒng)、可見光輻射度探測單元、紅外光譜衰減探測單元、紅外熱成像探測單元、1.06微米近紅外激光衰減探測單元、10.6微米遠紅外激光衰減探測單元、空氣加熱裝置、空氣冷卻裝置、加濕裝置、除濕裝置、軸流風機、超高壓超高轉速旋轉噴頭、溫度傳感器、壓力傳感器、濕度傳感器、風速傳感器、水霧濃度傳感器、粒徑分布儀。該裝置可根據(jù)測試的要求，在水霧試驗箱中模擬大氣壓力、溫度、濕度、風力等大氣環(huán)境指標，針對超高壓水射流水霧隱形發(fā)生器所產生的超高壓水霧進行可見光、激光、熱成像、紅外輻射等偵察方式的遮蔽干擾性能指標測試，并進行分析和評價。
文檔編號G01N15/00GK102121893SQ20101057774
公開日2011年7月13日 申請日期2010年12月2日 優(yōu)先權日2010年12月2日
發(fā)明者殷耀敏, 王玄玉, 章頌齡, 趙遠 申請人:中國人民解放軍防化指揮工程學院, 南京太空高壓清洗設備有限公司, 杭州太空高壓射流科技股份有限公司