圓箔式熱流傳感器（又名戈登計(jì)）應(yīng)用廣泛，兼具量程大、線性度好、壽命長的優(yōu)勢，在航空航天等環(huán)境中作用關(guān)鍵。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)用于模擬高速飛行器的氣動(dòng)載荷與熱負(fù)荷，而熱通量（熱流密度）指單位時(shí)間通過單位面積的熱量，能清晰描述熱量傳遞，其分布評估對飛行器熱學(xué)性能優(yōu)化、熱防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)至關(guān)重要。隨著高速飛行器提速，高超聲速風(fēng)洞試驗(yàn)已達(dá)毫秒級、兆瓦/平方米級熱通量水平，對戈登計(jì)的動(dòng)態(tài)性能和量程提出了更高要求。

　　實(shí)驗(yàn)名稱：基于激光法的圓箔式熱流傳感器動(dòng)態(tài)特性測試與標(biāo)定實(shí)驗(yàn)

　　實(shí)驗(yàn)原理：戈登計(jì)因存在熱慣性被視為一階系統(tǒng)，其階躍響應(yīng)時(shí)間常數(shù)是熱通量差值達(dá)穩(wěn)定與初始差值63.2%的時(shí)間，脈沖響應(yīng)時(shí)間常數(shù)是熱通量差值降至zui大與初始差值36.8%的時(shí)間；熱通量與激光參數(shù)呈線性關(guān)系，階躍激勵(lì)下激光功率與穩(wěn)定熱通量正相關(guān)，受涂層吸收率、傳感器受熱面積影響，脈沖激勵(lì)下激光功率和脈沖寬度均與熱通量正相關(guān)，二者共同決定脈沖能量，能量越高則熱通量越大；此外，康銅材料熱擴(kuò)散系數(shù)隨溫度略增且與時(shí)間常數(shù)成反比，會使熱通量增大時(shí)傳感器時(shí)間常數(shù)減小。

　　實(shí)驗(yàn)框圖：

　　實(shí)驗(yàn)實(shí)拍圖：

　　實(shí)驗(yàn)過程：

　　1.搭建熱流動(dòng)態(tài)標(biāo)定平臺，核心包含激光產(chǎn)生、信號調(diào)制（波形發(fā)生器+寬帶放大器）、光束整形、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集（示波器）及水冷冷卻等模塊，保障實(shí)驗(yàn)穩(wěn)定開展。

　　2.對激光束進(jìn)行測試驗(yàn)證：通過連續(xù)激光測試確認(rèn)其強(qiáng)度穩(wěn)定性，通過脈沖激光測試驗(yàn)證功率與脈寬和輸出能量的線性關(guān)系，同時(shí)測試脈沖激光上升時(shí)間，確保激光信號不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

　　3.開展動(dòng)態(tài)測試實(shí)驗(yàn)：階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，調(diào)整不同激光功率，分析其與傳感器穩(wěn)定熱通量、時(shí)間常數(shù)的關(guān)系；脈沖響應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，搭配不同激光功率和脈沖寬度，探究參數(shù)與熱通量、時(shí)間常數(shù)的關(guān)聯(lián)，明確理想脈沖激勵(lì)條件。

　　產(chǎn)品推薦：ATA-1000系列寬帶放大器

圖：ATA-1000系列寬帶放大器指標(biāo)參數(shù)

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