真空环境下的无影照明系统创新设计
2025-02-11 20:34
No.1338971391894233088
技术概要
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本项创新技术涉及无影照明领域,特别介绍了一种适用于真空环境的无影照明系统。该系统由外缘射灯阵列照明系统构成,其底部集成了一体式喷管支架光源系统,旨在为实验喷管底部提供均匀照明,以优化实验观察条件。
背景技术
在月面蚀坑模拟演变实验中,发动机工作时通常使用可见光相机实时记录蚀坑形成的动态过程,实验结束后,通过对蚀坑图像的后处理,获得蚀坑的深度和大小等参数,然而,羽流与月尘相互作用时,大量月尘存在于视场内,显著降低了图像的信噪比,主要原因在于:月面受到侵蚀的演变过程极其迅速,需要高速相机以超过每秒千帧的频率进行观测,由于高速相机的曝光时间小于1毫秒,视场内必须具有很高的光强,以确保模拟月面具有足够的成像亮度,在工业应用中,通常采用环状阵列布置的射灯,通过调整射灯的间距与角度,实现特定区域的无影照明光场,在发动机周向区域,由于羽流场的流动状态容易受到真空背压以及壁面的影响,而射灯阵列体积较大,因此,为了避免对真空环境下发动机产生的稀薄流场造成干扰,保留一定的羽流场自由膨胀空间,这导致侧面射灯安装位置与目标照明区域之间的距离较远。 在这种情况下,空间中弥漫的大量月尘被照亮,形成强烈的散射光。然而,这些月尘并不是拍摄的目标,真正的拍摄对象是位于发动机下方的月面。因此,空间中月尘的散射光对月面的成像造成了干扰,降低了月面的可见度。此外,由于喷管及其支架的存在,直接从发动机上方进行照明会在月壤表面形成难以消除的阴影,而该区域正是实验研究的核心区域。这一阴影效应对实验结果的分析处理产生了显著影响,因此需要一种能够在真空环境无影照明装置来保证实验的进程。 需要使照明装置对喷管正下方羽流月尘作用区域的均匀照明,避免强烈的光斑或阴影,并且根据发动机在不同工作高度时的羽流作用范围,调整相应的照明区域,以及减少空间内弥漫月尘产生的散射光强,避免在喷管周围形成多余结构,从而降低对流场的影响。
实现思路
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该技术已申请专利,如用于商业用途,请联系技术所有人!
技术研发人员:
贺碧蛟  尘琛  高达  凌桂龙  蔡国飙
技术所属: 北京航空航天大学
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