Основные источники ошибок в данных PSP связаны с колебаниями освещенности и изменениями температуры во время периода сбора данных во время работы аэродинамической трубы. В аэродинамических трубах с продувкой температура будет изменяться во время пробега, в то время как в аэродинамических трубах замкнутого или непрерывного действия температура будет более стабильной. Ошибки в измерениях давления при низких скоростях ветра в значительной степени являются результатом температурных градиентов на поверхности модели. Эти температурные градиенты могут быть результатом построения модели, эксплуатации туннеля или гидродинамики.

Температурная погрешность, очевидная в данных о красках, чувствительных к давлению

Например, модель быстрого прототипа создается с использованием внутренней металлической конструкции и полимерной смолы. Тепловая подпись внутренней структуры проявляется, когда поверхность модели подвергается тепловому потоку. Модель подвергается воздействию теплового потока из-за изменения числа Маха туннеля. Это условие наиболее очевидно во время запуска туннеля. Температурные ошибки можно минимизировать, используя туннели с контролируемой температурой и конструируя модель из материалов с высокой теплопроводностью, таких как алюминий или нержавеющая сталь. Построение модели и эксплуатация туннеля являются ключевыми факторами для эффективных низкоскоростных измерений PSP. Изменения освещенности могут быть вызваны нестабильным выходом светодиодов и вибрациями модели или камеры относительно друг друга. Для камеры эти изменения интерпретируются как изменения давления.

Одним из способов устранения температурных ошибок является добавление второго компонента к PSP. Это известно как бинарный PSP. Что бинарный PSP добавляет то, чего не хватает однокомпонентному PSP, так это возможность корректировать ошибки, вызванные температурой и освещением. Бинарный PSP работает, получая данные как от чувствительного к кислороду компонента, так и от второго компонента, известного как эталонная молекула.

Излучение эталонных и чувствительных к кислороду молекул спектрально не зависит. Цветная камера используется для разделения сигналов от эталонного и чувствительного к кислороду компонентов двоичного PSP. Из этого получают два изображения (одно эталонного и одно чувствительного к кислороду компонента). Выбор соотношения чувствительного к кислороду изображения и эталонного изображения устраняет зависимость от температуры. Это связано с тем, что эталонные и чувствительные к кислороду молекулы имеют одинаковую чувствительность к температуре. Путем отбрасывания температурной зависимости создается идеальный PSP, в котором единственная зависимость зависит от изменения давления.

Цель состоит в том, чтобы использовать люминесценцию эталонного зонда для корректировки изменений люминесценции сигнального зонда (датчика давления), которые возникают из-за изменений освещенности. Это достигается путем определения отношения люминесценции сигнального зонда к люминесценции эталонного зонда. Поскольку люминесцентный сигнал от каждого датчика является линейной функцией освещенности, соотношение сигналов от датчиков, естественно, исключает вариации освещенности из уравнения.

Это отношение сигнала к эталону может пространственно изменяться на поверхности модели, поскольку растворимость каждого зонда в системе растворителей, а также в полимерном связующем не одинакова. Поскольку пространственное распределение концентрации зонда на окрашенной поверхности является постоянным, эта проблема решается путем деления коэффициента ветряной нагрузки на коэффициент без ветряной нагрузки. Подход с этим соотношением соотношений широко используется для двоичных систем PSP.

Краска BinaryFIB®, чувствительная к давлению, представляет собой PSP с двойным люминофором для однократного нанесения, предназначенную для нанесения с помощью оборудования для распыления краски. Подход бинарной окраски включает получение данных от двух разных люминесцентных красителей и использование этих сигналов для компенсации ошибок, вызванных смещением и деформацией модели, а также температурой. Один краситель чувствителен к давлению и температуре, а другой - только к температуре. Соотношение сигналов от двух красителей позволяет изолировать чувствительный к температуре сигнал от чувствительного к давлению сигнала. Температурную чувствительность краски можно минимизировать в широком диапазоне температур и давлений, как показано в калибровке ниже. Краску можно наносить на большинство материалов, однако белый базовый слой например, рекомендуется эпоксидный экран или FIB Basecoat ™. Модели, изготовленные из материалов, которые могут подвергаться воздействию растворителей, таких как пластик или смола для быстрого прототипирования, должны быть покрыты трафаретным слоем или FIB Basecoat ™. Калибровка BinaryFIB® очень стабильна, воспроизводима и имеет очень низкую температурную чувствительность. BinaryFIB® рекомендуется для продвинутых / профессиональных пользователей PSP, которые ищут данные высокого качества в низкоскоростной среде или там, где градиенты температуры больше и имеют большее влияние на соотношение сигнал / шум.

Калибровка BinaryFIB ® PSP

Масштабируются выбросы Спектры BinaryFIB ® PSP Возбужденного использования LM2X-DM-400 LED

Техническая документация:

Документ №1

Документ №2

Документ №3

Документ №4

Документ №5

Документ №6