超高压水雾试验系统

1.一种超高压水雾试验系统，其特征在于：该系统包括水雾箱、数据采集分析控制子系统、可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元、空气加热装置、空气冷却装置、加湿装置、除湿装置、轴流风机、超高压超高转速旋转喷头、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风速传感器、水雾浓度传感器、粒径分布仪；
水雾箱是进行超高压水雾试验的工作室，超高压水通过管路与设置在水雾箱中的一组超高压超高转速旋转喷头相连，用于产生超高压水雾；在水雾箱的侧面开设有五对探测窗，在每一对探测窗外依次对应布置有可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元，可同时或分别对超高压水雾进行遮蔽干扰性能的测试分析，所有探测单元均与数据采集分析控制子系统相连；
在水雾箱的两侧分别设置有斗形的进风及出风通道，并在通道内设置有通气隔栅，在水雾箱的下方设置有放水阀；
在水雾箱中设置有空气加热装置、空气冷却装置、加湿装置、除湿装置，上述装置分别与数据采集分析控制子系统相连；
水雾箱中进一步设置有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风速传感器、粒径浓度传感器、粒径分布仪，它们分别与数据采集分析控制子系统相连，用于实时监控和测量试验过程中的水雾箱中的温度、压力、湿度、风速、水雾的粒径和浓度以及水雾的粒度分布的指标，并将这些指标与可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元所获得的指标同时输送到数据采集分析控制子系统。
2.根据权利要求1所述的超高压水雾试验系统，其特征在于：所述的可见光辐射度探测单元由可见光光谱辐射计和标准卤素光源组成；红外光谱衰减探测单元由红外光谱辐射计和标准黑体辐射源组成；红外热成像探测单元由红外热成像仪和直径20厘米的高温面辐射源组成；1.06微米近红外激光衰减探测单元由1.06微米泵浦激光和激光功率计组成；
10.6微米远红外激光探测单元由二氧化碳气体激光器和激光功率计组成；所有探测单元的检测过程均由数据采集分析控制子系统进行控制。

超高压水雾试验系统\n技术领域\n[0001] 本发明一种超高压水雾试验系统装置，属于军事防御技术领域，涉及利用水雾来抵御光电侦察及制导武器的防侦察监视和防精确打击的隐形防护技术，具体涉及一种针对超高压水雾遮蔽干扰性能进行测试评价的超高压水雾试验系统。\n背景技术\n[0002] 利用超高压水射流形成水雾实施目标隐形防护是一种新型光电对抗无源干扰技术，国内外尚无利用超高压水射流形成水雾实施目标隐形防护的成熟技术和文献报道。\n[0003] 评价超高压水射流水雾对红外、激光、可见光等光电信号遮蔽、干扰效果的关键指标需要通过一定的光电对抗设备和测试装置进行定量的测试评价。由于超高压水雾遮蔽干扰性能测试涉及到超高压旋转喷头等特种装置、大气环境模拟、多种光电探测仪器设备以及数据处理和控制技术，因此国内尚无类似的试验系统。\n[0004] 本发明针对上述情况，发明了一种针对超高压水雾遮蔽、干扰可见光、激光、热成像、红外侦察等光电信号的性能测试和指标分析评价的超高压水雾试验系统。\n发明内容\n[0005] 本发明的目的在于提供一种对水雾遮蔽干扰性能进行定量测试和分析评价的超高压水雾试验系统。该超高压水雾试验系统可模拟大气压力、温度、湿度、风力等大气环境指标，针对超高压水射流水雾隐形发生器所产生的超高压水雾进行可见光、激光、热成像、红外辐射等侦察方式的遮蔽干扰性能指标测试，并进行分析和评价，找出超高压水雾的浓度、粒径大小及粒径分布对各种侦察手段的影响程度和规律。\n[0006] 本发明的超高压水雾试验系统，包括水雾箱、数据采集分析控制子系统、可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元、空气加热装置、空气冷却装置、加湿装置、除湿装置、轴流风机、超高压超高转速旋转喷头、温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风速传感器、水雾浓度传感器、粒径分布仪等。\n[0007] 水雾箱是进行超高压水雾试验的工作室，超高压水通过管路与设置在水雾箱中的一组超高压超高转速旋转喷头相连，用于产生超高压水雾。在水雾箱的侧面开设有五对探测窗，在每一对探测窗外依次对应布置有可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元，可同时或分别对超高压水雾进行遮蔽干扰性能的测试分析，所有探测单元均与数据采集分析控制子系统相连。\n[0008] 在水雾箱的两侧分别设置有斗形的进风及出风通道，并在通道内设置有通气隔栅，以使气流在水雾箱中的流向尽可能一致。通过开启或关闭进风口、出风口处的轴流风机，并通过控制通风量来模拟不同的风速大小，可在不同风速的工况下进行测试。将通风量调节至最大时，可将水雾箱中的水雾迅速排尽，以进行下一项的测试。在水雾箱的下方设置有放水阀。\n[0009] 为使水雾试验系统能够在不同的大气环境条件下进行试验，在水雾箱中设置有空气加热装置、空气冷却装置、加湿装置、除湿装置，上述装置分别与数据采集分析控制子系统相连，配合轴流风机的作用以模拟大气压力、温度、湿度、风力等大气环境参数，从而获得超高压水雾在不同大气环境条件下的各项测试指标。\n[0010] 水雾箱中进一步设置有温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风速传感器、粒径浓度传感器、粒径分布仪，它们分别与数据采集分析控制子系统相连，用于实时监控和测量试验过程中的水雾箱中的温度、压力、湿度、风速、水雾的粒径和浓度以及水雾的粒度分布等指标，并将这些指标与可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元、10.6微米远红外激光衰减探测单元所获得的指标同时输送到数据采集分析控制子系统。\n[0011] 可见光辐射度探测单元由可见光光谱辐射计和标准卤素光源组成，红外光谱衰减探测单元由红外光谱辐射计和标准黑体辐射源组成、红外热成像探测单元由红外热成像仪和直径20厘米的高温面辐射源组成、1.06微米近红外激光衰减探测单元由1.06微米泵浦激光和激光功率计组成、10.6微米远红外激光探测单元由二氧化碳气体激光器和激光功率计组成，所有探测单元的检测过程均由数据采集分析控制子系统进行控制。\n[0012] 数据采集分析控制子系统主要是对于水雾试验过程中的各种探测单元的相关数据进行采集和分析，并根据实验结果对超高压水雾在不同的参数条件下的遮蔽性能给出综合评价。此外，数据采集分析控制系统还可根据测试项目的具体需要，控制水雾箱中空气的加热或冷却、加湿或除湿、加压或减压、增加或减小气流速度，同时还可以控制喷雾时间的长短等。\n[0013] 本发明的超高压水雾试验系统装置，其优点及功效在于：该装置可根据测试的要求，在水雾试验箱中模拟大气压力、温度、湿度、风力等大气环境指标，针对超高压水射流水雾隐形发生器所产生的超高压水雾进行可见光、激光、热成像、红外辐射等侦察方式的遮蔽干扰性能指标测试，并进行分析和评价，找出超高压水雾的浓度大小、粒径大小及粒径分布情况对各种侦察手段的影响程度和规律，对与最大限度的发挥超高压水雾的遮蔽干扰效能具有重要意义。\n附图说明\n[0014] 图1所示为本发明超高压水雾试验系统装置结构示意图。\n[0015] 图2所示为水雾箱主视图。\n[0016] 其中：、1-可见光辐射度探测单元、2-红外光谱衰减探测单元、3-红外热成像探测单元、4-数据采集分析控制子系统、5-1.06近红外激光衰减探测单元、6-10.6远红外激光衰减探测单元、7-空气加热装置、8-空气冷却装置、9-加湿装置、10-除湿装置、11-轴流风机、12-超高压超高转速旋转喷头、13-温度传感器、14-压力传感器、15-湿度传感器、16-风速传感器、17-粒径浓度传感器、18-粒径分布仪、19-水雾箱、20-探测窗、21-隔栅22-进风口、23-出风口、24-放水阀。\n具体实施方式\n[0017] 下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步的说明。\n[0018] 如图1、2所示，超高压水雾试验系统装置包括水雾箱19、数据采集分析控制子系统4、可见光辐射度探测单元1、红外光谱衰减探测单元2、红外热成像探测单元3、1.06近红外激光衰减探测单元5、10.6远红外激光衰减探测单元6、空气加热装置7、空气冷却装置\n8、加湿装置9、除湿装置10、轴流风机11、超高压超高转速旋转喷头12、温度传感器13、压力传感器14、湿度传感器15、风速传感器16、粒径浓度传感器17、粒径分布仪18等。\n[0019] 水雾箱19是进行超高压水雾试验的工作室，超高压水通过管路与设置在水雾箱中的一组超高压超高转速旋转喷头12相连，用于产生超高压水雾。在水雾箱19的宽度方向的侧面开设有五对探测窗20，在每一对探测窗外分别对应布置有可见光辐射度探测单元\n1、红外光谱衰减探测单元2、红外热成像探测单元3、1.06微米近红外激光衰减探测单元5、\n10.6微米远红外激光衰减探测单元6，可同时或分别对超高压水雾进行遮蔽干扰性能的测试分析，所有探测单元均与数据采集分析控制子系统4相连。其中，可见光辐射度探测单元由可见光光谱辐射计和标准卤素光源组成，红外光谱衰减探测单元由红外光谱辐射计和标准黑体辐射源组成、红外热成像探测单元由红外热成像仪和直径20厘米的高温面辐射源组成、1.06微米近红外激光衰减探测单元由1.06微米泵浦激光和激光功率计组成、10.6微米远红外激光探测单元由二氧化碳气体激光器和激光功率计组成，所有探测单元的检测过程均由数据采集分析控制子系统进行控制。\n[0020] 如图1所示，在水雾箱19的长度方向的两侧分别设置有斗形的进风及出风通道，并在通道内上设置有通气隔栅21，以使气流在水雾箱中的流动方向尽可能一致。通过开启或关闭进风口22、出风口23处的轴流风机11，并通过控制通风量来模拟不同的风速大小，可在不同风速的工况下进行测试。将通风量调节至最大时，可将水雾箱中的水雾迅速排尽，以进行下一项的测试。在水雾箱的下方设置有放水阀24。\n[0021] 为使水雾试验系统装置能够在不同的大气环境条件下进行试验，在水雾箱中设置有空气加热装置7、空气冷却装置8、加湿装置9、除湿装置10，上述装置分别与数据采集分析控制子系统4相连，配合轴流风机11的作用以模拟大气压力、温度、湿度、风力等大气环境参数，从而获得超高压水雾在不同大气环境条件下的各项测试指标。\n[0022] 水雾箱19中进一步设置有温度传感器13、压力传感器14、湿度传感器15、风速传感器16、粒径浓度传感器17、粒径分布仪18，它们分别与数据采集分析控制子系统4相连，用于实时监控和测量试验过程中的水雾箱中的温度、压力、湿度、风速、水雾的粒径和浓度以及水雾的粒度分布等指标，并将这些指标与可见光辐射度探测单元1、红外光谱衰减探测单元2、红外热成像探测单元3、1.06微米近红外激光衰减探测单元5、10.6微米远红外激光衰减探测单元6所获得的指标同时输送到数据采集分析控制子系统4。\n[0023] 数据采集分析控制子系统4对相关数据进行分析后，对水雾在不同的参数条件下的遮蔽性能给出综合评价。数据采集分析控制系统4还可根据测试项目的需要，控制水雾箱加热或冷却、加湿或除湿、加压或减压、增加或减小风速，以及喷雾时间的长短等。\n[0024] 该超高压水雾试验系统装置工作及控制过程如下：通过数据采集分析控制子系统预先设定水雾箱中的温度、压力、湿度、风速等试验初始条件，由温度传感器、压力传感器、湿度传感器、风速传感器将水雾箱中的实测数据输送到数据采集分析控制子系统进行参数分析比对，并发出相应指令，使空气加热装置、空气冷却装置、加湿装置、除湿装置对水雾箱进行加热或冷却、加湿或除湿，通过轴流风机对水雾箱中的气流速度及气压大小进行控制和调节，直到各项指标都符合预先设定的试验初始条件；开启超高压超高转速旋转喷头产生超高压水雾，达到预先设定的喷雾时间后，停止喷雾；通过可见光辐射度探测单元、红外光谱衰减探测单元、红外热成像探测单元、1.06微米近红外激光衰减探测单元以及10.6微米远红外激光衰减探测单元对相应指标进行测试，并将数据输送到数据采集分析控制子系统，输出综合性试验报告。