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.

Binary UniCoat - это краска с двойным люминофором, чувствительная к давлению (PSP), упакованная в аэрозольный баллончик для облегчения нанесения. Бинарный подход PSP включает получение данных от двух различных люминесцентных красителей и использование этих сигналов для компенсации ошибок, вызванных смещением и деформацией модели. Binary UniCoat имеет более высокую температурную чувствительность и более низкую чувствительность к давлению, чем краски на основе FIB, как показано в калибровке ниже. Главной особенностью Binary UniCoat является простота применения. Просто встряхните баллончик и распылите на поверхность. В результате получается однослойная краска, которую можно наносить непосредственно на большинство материалов. Binary UniCoat - это эффективный количественный PSP в изотермических средах (большие металлические модели и туннели с регулируемой температурой) или там, где присутствуют сильные колебания давления (трансзвуковые потоки). Он также эффективен для компенсации ошибок из-за смещения и деформации модели. Binary UniCoat рекомендуется для начинающих пользователей PSP, которые ищут недорогие средства для приобретения опыта работы с двоичными красками.

Калибровка Binary UniCoat PSP

Масштабированные спектры излучения двоичного UniCoat PSP, возбужденного с помощью светодиода LM2X-DM-400

Техническая документация:

Документ №1

Документ №2

Документ №3

Документ №4