一種分段式大氣湍流模擬裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種分段式大氣湍流模擬裝置，包括：模擬室、溫度測量系統和自動控制系統，其中模擬室分為強湍流發生室、溫度精確控制室和弱湍流發生室，強湍流發生室、溫度精確控制室和弱湍流發生室從左往右依次排列，每一室為長方體形，長方體形采用隔熱材料制成，每一室中的中心位置開設有左右貫穿整個室的激光穿透孔，每一室底部固定有大小均勻的加熱裝置，每一室上端設有冷卻系統，模擬室通過溫度測量系統與自動控制系統相連。該方案通過強湍流發生室給定溫度變化，溫度精確控制室精確控制溫度變化，弱湍流發生室產生弱湍流，從而實現了本裝置內相干長度控制范圍廣，控制精度高；并通過自動控制系統進行溫度控制，實現溫度的快速變化。

【技術實現步驟摘要】
一種分段式大氣湍流模擬裝置
本專利技術涉及大氣湍流模擬
，尤其涉及一種分段式大氣湍流模擬裝置。
技術介紹
在激光大氣傳輸應用中，對大氣湍流的描述一般包括大氣折射率結構常數、相干長度等。但在實際大氣中，大氣湍流隨時間、空間有著較大的變化，很難維持較為穩定的狀態，這給激光大氣傳輸效應的定量研究帶來困難，而實驗室模擬大氣湍流有著較好的穩定性，并且可以進行控制和調節，從而模擬出不同參數的大氣湍流狀態。目前，現有的大氣湍流模擬裝置基本上都是一段式，即在整段裝置內控制溫度來得到相應的大氣折射率結構常數和相干長度。但是由于裝置比較長，在控制溫度上可能并不能使裝置內每一處都有相同的溫度，因此并不能精確控制其溫度，這就使得大氣折射率結構常數以及相干長度的控制范圍較小、控制精度較低，從而導致得不到理想的結果。
技術實現思路
基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種分段式大氣湍流模擬裝置。一種分段式大氣湍流模擬裝置，所述裝置包括：模擬室、溫度測量系統和自動控制系統，其中所述模擬室分為強湍流發生室、溫度精確控制室和弱湍流發生室，所述強湍流發生室、所述溫度精確控制室和所述弱湍流發生室從左往右依次排列，每一室為長方體形，所述長方體形采用隔熱材料制成，所述每一室中的中心位置開設有左右貫穿整個室的激光穿透孔，所述每一室底部固定有均勻分布的加熱裝置，所述每一室上端設有冷卻系統，所述模擬室通過溫度測量系統與自動控制系統相連。在其中一個實施例中，所述模擬室的相鄰兩室之間設有封窗玻璃。在其中一個實施例中，所述冷卻系統由冷凝管和水冷循環系統組成。在其中一個實施例中，所述溫度測量系統由溫度傳感器、AD轉換器和數據采集系統組成。在其中一個實施例中，所述溫度傳感器均勻分布在所述模擬室的上下表面內。在其中一個實施例中，所述自動控制系統具體為溫控系統。在其中一個實施例中，所述裝置會還包括激光發射端和激光接收端，所述激光發射端位于所述模擬室的左側，所激光接收端位于所述模擬室的右側。上述一種分段式大氣湍流模擬裝置，通過強湍流發生室給定溫度變化；利用溫度精確控制室精確控制溫度變化；再通過弱湍流發生室產生弱湍流，通過模擬室中各室的協調運行，從而實現了本裝置內相干長度控制范圍廣，控制精度高，并且通過冷卻系統、加熱裝置、溫度測量系統和自動控制系統讓溫度變化變得方便。附圖說明圖1為一個實施例中一種分段式大氣湍流模擬裝置的結構示意圖；圖2為一個實施例中強湍流發生室的結構示意圖。附圖中，模擬室1、強湍流發生室11、溫度精確控制室12、弱湍流發生室13、封窗玻璃14、冷卻系統2、冷凝管21、加熱裝置3、激光穿透孔4、溫度測量系統5、溫度傳感器51、自動控制系統6、激光發射端7、激光接收端8。具體實施方式為了使本專利技術的目的、技術方案及優點更加清楚明白，下面通過具體實施方式結合附圖對本專利技術做進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術，并不用于限定本專利技術。如圖1、圖2所示，提供了一種分段式大氣湍流模擬裝置，包括模擬室1、溫度測量系統5和自動控制系統6，其中模擬室1分為強湍流發生室11、溫度精確控制室12和弱湍流發生室13，強湍流發生室11、溫度精確控制室12和弱湍流發生室13從左往右依次排列，每一室為長方體形，長方體形采用隔熱材料制成，每一室中的中心位置開設有左右貫穿整個室的激光穿透孔4，每一室底部固定有大小均勻且均勻分布的加熱裝置3，每一室上端設有冷卻系統2，模擬室1通過溫度測量系統5與自動控制系統6相連。而模擬室1中的相鄰兩室之間設有封窗玻璃14，而每一室的激光穿透孔4再不需要時均可以用封窗玻璃14關閉。冷卻系統2由冷凝管21和水冷循環系統組成；溫度測量系統5由溫度傳感器51、AD轉換器和數據采集系統組成，其中溫度傳感器51呈周期性的均勻分布在模擬室1的上下表面內，分別用于測量模擬室1內上下表面各自的溫度，AD轉換器將溫度傳感器51測量的溫度接收并傳送至數據采集系統中。數據采集系統將測量到的溫度傳送至自動控制系統6中。自動控制系統6具體為溫控系統，基于接收到的溫度，從而控制整個模擬室1中的溫度變化。溫度測量系統5和自動控制系統6之間通過電連接。激光發射端7和激光接收端8分別設置在模擬室1的左右兩側，分別用于發射和接收激光。其中，強湍流發生室11用于產生一個較大的湍流；溫度精確控制室12用于計算出強湍流發生室11所產生湍流的相干長度以及精確控制溫度，產生精度較高的相干長度；弱湍流發生室13用于產生一個弱湍流，得到較大的相干長度；激光穿透孔4用于讓激光在湍流裝置中央傳輸；加熱裝置3使用的是鑄鋁加熱板，用于控制模擬室1下表面溫度；冷卻系統2用于控制上表面溫度。具體地，在模擬時，需要將激光發射端7和激光接收端8打開，分別進行發射和接收激光。激光穿透孔4中間的空氣與激光相互作用使得湍流在激光接收端8表現出來。產生強湍流時，首先關閉弱湍流發生室13，即將溫度精確控制室12和弱湍流發生室13之間的封窗玻璃14關閉，通過冷卻系統2、加熱裝置3、溫度測量系統5和自動控制系統6進行溫度調整，讓模擬室1保持上下表面溫度相同，再控制強湍流發生室11的溫度，產生一個較大的湍流，接著精確控制溫度精確控制室12的溫度以達到預期的結果。產生弱湍流時，首先關閉強湍流發生室11和溫度精確控制室12，即關閉對應的封窗玻璃14，通過冷卻系統2、加熱裝置3、溫度測量系統5和自動控制系統6進行溫度調整，使模擬室1上下表面溫度相同，再控制弱湍流發生室13的溫度以達到預期的結果。本質是通過利用不同室能達到不同湍流大小的作用，通過控制三室的溫度以及三室協調運行，來達到想要的相干長度大小的目的。在一段式的大氣湍流模擬裝置中，由于裝置較長，體積較大，精確控制裝置內的整體溫度變化保持一致十分困難。因此需要減少裝置內需精確控制溫度變化部分的范圍，本方案將裝置分為三段，第一段(強湍流發生室)負責給定此段的溫度變化，第二段(溫度精確控制室)負責精確控制溫度，這樣便能精確控制該段內的整體溫度變化。同時，由于精確控制溫度變化部分的體積變小，故控制更加方便。由相干長度的公式可知，裝置長度越長，則相干長度越短。在一段式的大氣湍流模擬裝置中，由于是在整個裝置中測相干長度，故相干長度的最大值也不會很大，這就導致其控制范圍較小，極有可能不能達到理想的長度，本裝置在第三段(弱湍流發生室)能夠提高相干長度的范圍，裝置第三段的長度設置較小(通常設置為0.2m)，這樣由相干長度和裝置長度的關系可知，相干長度的范圍便能夠提升很大，同時也可以根據想要得到的相干長度大小調整第三段的長度，這樣更加靈活的設置完全可以達到理想的結果。以上內容是結合具體的實施方式對本專利技術所做的進一步詳細說明，不能認定本專利技術的具體實施只局限于這些說明。對于本專利技術所屬
的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種分段式大氣湍流模擬裝置，其特征在于，包括模擬室、溫度測量系統和自動控制系統，其中所述模擬室分為強湍流發生室、溫度精確控制室和弱湍流發生室，所述強湍流發生室、所述溫度精確控制室和所述弱湍流發生室從左往右依次排列，每一室為長方體形，所述長方體形采用隔熱材料制成，所述每一室中的中心位置開設有左右貫穿整個室的激光穿透孔，所述每一室底部固定有大小均勻的加熱裝置，所述每一室上端設有冷卻系統，所述模擬室通過溫度測量系統與自動控制系統相連。/n

【技術特征摘要】
1.一種分段式大氣湍流模擬裝置，其特征在于，包括模擬室、溫度測量系統和自動控制系統，其中所述模擬室分為強湍流發生室、溫度精確控制室和弱湍流發生室，所述強湍流發生室、所述溫度精確控制室和所述弱湍流發生室從左往右依次排列，每一室為長方體形，所述長方體形采用隔熱材料制成，所述每一室中的中心位置開設有左右貫穿整個室的激光穿透孔，所述每一室底部固定有大小均勻的加熱裝置，所述每一室上端設有冷卻系統，所述模擬室通過溫度測量系統與自動控制系統相連。


2.根據權利要求1所述的一種分段式大氣湍流模擬裝置，其特征在于，所述模擬室的相鄰兩室之間設有封窗玻璃。


3.根據權利要求1所述的一種分段式大氣湍流模擬裝置，其...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李成平，馬曉燠，楊奇龍，樊志華，
申請(專利權)人：重慶連芯光電技術研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：重慶;50