虹科案例|高稳定紫外LED光源助力流体力学PSP技术

 

 

前期介绍的虹科LUMENCOR固态光源
 

在生物研究与医学领域展现了诸多优势
 

今天小编带大家了解一下

在流体力学相关领域大放异彩的

高稳定性UV-LED！

 

 

 

背景提要

 

流体力学是研究流体（液体、气体和等离子体）的力学及其作用力的一门物理学科。空气动力学作为其中的一个分支，通过分析气态流体的运动以及作用在穿过这种流体的物体的力，从而解释控制飞机、火箭和导弹飞行的原理。它还涉及各类飞行器、汽车、高速火车和轮船的设计，以及桥梁和高层建筑的结构建造，以提高对强风的抵抗力。20世纪初，飞机的出现极大地促进了空气动力学的发展。通过流体力学的实验与理论，可以揭示飞行器周围的压力分布、受力情况与阻力问题。目前，飞行器动力设计主要依赖于理论研究估算、设计师经验，以及最为主要的风洞试验。风洞试验依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中，人为制造气流流过，以此模拟空中各种复杂的飞行状态，通过示踪方法或光学方法对气体流动进行观察，以获取试验数据。

 

 

压敏漆（PSP）技术

 

在各类飞行器的空气动力学实验中，模型表面的压力分布往往是最重要的物理量之一。准确获得压力场的实验结果，对于研究具体流动现象、计算模型气动载荷分布等方面都具有重要的意义。传统的测压手段以接触式测量方法为主，然而这种方法价格昂贵、且需要接触表面，因此在测量过程中容易损坏被测面的形状特征。上世纪80年代出现了一种光学式测压技术，为压敏漆技术（Pressure Sensitive Paint，PSP）。该技术具有无接触探测的优势，目前已涵盖航空航天飞行器表面压力分布测量、直升机旋翼表面压力分布测量、航空发动机风扇/压气机叶片、汽车制造等表面压力分布测量、复杂流动机理研究等众多领域。

      PSP中含有一种具有压力敏感性的特殊发光材料，当PSP受到特定波长的激发光照射时，会吸收激发光的能量并发射出波长更长的发射光，该过程称为PSP的光致发光过程。在空气环境中，由于“氧猝灭”效应，PSP的光致发光过程受到周围环境中空气压力（本质是氧分压）的影响。因此，通过建立PSP光致发光的光学特性与压力的定量关系，就能够实现对模型表面压力的测量。

      为了获得准确测试结果，通常要求激发光源具备99.9%以上的稳定性，同时对光斑的均匀性、光源开关响应速度、辐照强度提出苛刻的需求。

 

 

虹科高稳定性紫外LED激励光源

虹科为某客户的PSP测试系统定制的紫外LED光源采用了独特的光学设计方案，在电源驱动方案中加入了双闭环设计（模拟与数字）、温度控制模块以及LED光源光功率控制模块，通过专有的反馈算法，提升激励光源输出辐照度的稳定性，实现了每小时<1‰的稳定光谱输出与>96%的光源均匀性。

（1）光线追迹过程 ；（2）光学镜筒结构；（3）目标光斑；（4）光斑辐照度值采集位置

光源均匀性>96%

与市场上的其他解决方案相比，该紫外LED光源采用的超高稳定度光源驱动技术具有很大的优势：

系统全自动、快速、稳定，可以同时或分别控制不同波长的LED光源，功率范围大（1W-5000W），可通过PWM方法实现10%-100%的稳态调光，光强度响应速度<500ns（变化90%时），使用过程中无需预热、无需校准，节省了大量时间。

在光源稳定性方面，此紫外LED光源通过对散热、控制、元器件等方面进行的研究与实验，其发光强度稳定性≥99.92%，各项指标均优于国外同行高端光源。
 

光源稳定性对比实验

（左）虹科LED光源稳定性；（右）国外某光源稳定性目前，虹科提供的高稳定性紫外LED激励光源已广泛应用于流体力学中的PSP/TSP应用中，已涵盖航空航天飞行器表面压力分布测量、直升机旋翼表面压力分布测量、航空发动机风扇/压气机叶片、汽车制造等表面压力分布测量、复杂流动机理研究等众多领域。

 

 

产品特点小结

 

虹科紫外LED光源采用专业的超高稳定度光源驱动技术，其具有以下显著特点：
 

优异的光学特性：光源稳定性≥99.92%，光源均匀性>96%，快响应速度

可变焦输出

可根据光谱定制

无需预热即可使用

 

 

如果您对高稳定性LED光源定制方案感兴趣，想要了解相关信息，欢迎来电或留言咨询，我们将竭诚为您服务！

往期回顾

【1】虹科技术丨打通固态照明的任督二脉
 

【2】虹科固态光源之于生命科学
 

【3】虹科案例|"勿以物小而畏之"——借助虹科MIRA光源，一览神经微观世界
 

【4】虹科案例|使用SPECTRA光引擎检测循环肿瘤细胞

【5】虹科案例|虹科Lumencor固态光源应用于根治性前列腺切除手术术中监测

 

 

 

虹科光电团队

虹科是一家有近30年历史的高科技公司，与世界领域顶级公司包括das-Nano、Lytid、NIT、Lumencor等合作，提供先进的高端激光器、太赫兹光源、工业相机等，并提供前沿的太赫兹实时成像系统、专业的半导体照明光源定制方案和激光加工监测与控制系统解决方案。虹科光电事业部致力于为客户提供专业的光电解决方案，我们有专业的光电技术工程师，为您的光电系统助力！