基于火光辐射的射流速度测试技术研究

为了满足超高速聚能射流的测速要求，采用狭缝光阑与高速光电探测器构成被动探测模块，探测射流的自身火光辐射。测速系统以多级光阑前后排列的方式限制探测幕面的视场与厚度。分别对两级、三级光阑2种滤光模式建立了光学模型，模拟射流过靶时各级光阑的滤光性能。仿真结果表明，三级光阑可以有效衰减射流自身的强辐射，并且可以滤除探测幕范围之外的爆炸火光以及设备内的反射光，滤光效果超过99.25%。采用三级光阑逐级滤光的方法，解决了射流辐射亮度强并且伴随有杂散光导致其速度不易测试的难题。最后在外场进行射流测速试验，得到的信号波形印证了仿真结果的正确性。对过靶信号进行相关性分析处理得到射流的精确过靶时间，计算得到的射流速度为6 500 m/s左右。将测得数据结果与高速摄影测速结果进行对比验证，测速系统的不确定度低于1.9%,验证了系统的可行性。