ИЗМЕРЕНИЕ ПУЛЬСАЦИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЯЧЕЯКЕ

УЧЕНЫЕ 3АПИСКИ ЦМИ
То. ХХIII
удк
М2
1992
533.6.071.08: 531.787
ИЗМЕРЕНИЕ ПУЛЬСАЦИЯ ДАВЛЕНИЯ В ЯЧЕЯКЕ ХОНЕЯКОМБА
С ПОМОЩЬЮ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ДАТЧИКОВ
В. В. Богданов, А. А. Казарян
Приведены результаты эксперименталЫlОГО определения пульсаций дав­
ления
с
ления
помощью
на
стенке
тонкопленочных
ячейки
емкостных
хонейкомба,
и
индуктивных
установленного
в
датчиков
дав­
аэродинамическом
канале.
Исследование нестационарных. процессов при обтекании тонких аэродинамических профи­
лей и при течении газа в. раэличных аэродинамических каналах основано на измерении пуль­
саций давления в потоке и на поверхности. Применяемые для этих целей средства измере­
ний являются многоканальными измерительно-регистрирующими системами, состоящими изизме­
рительных преобразователей давления (например, индуктивных, типа ДМИ-О,6-2 [1 J), быстро­
действующих аналого-цифровых преобразователей, универсальных ЭВМ, аппаратуры точной маг­
нитной записи. Дальнейшее развитие указанных исследований сдерживается отсутствием мало­
габаритных измерительных преобразователей давления с необходимой чувствительностью, про­
странственной разрешающей способностью и частотным диапазоном, которые можно размещать
на
тонких
профилях
без
нарушения
их
прочности.
Для
этих
целей
применимы
тонкопленоч­
ные емкостные датчики давления [2, 3J.
Конструктивно датчики выполняются в одиночном
чувствительных
вание
элементов на
матричных
емкостных
одной
подложке
пленочных
от
датчиков
или матричном исполнении с числом
одного до десяти. Они получили наимено­
давления
с
твердым
или
газообразным
ди­
электриком. Ниже рассматривается четырехслойный датчик с газообразным диэлектриком (ДЕ Г -4),
состоящий из изоляционной пленки с экраном (первый слой), основания датчика с обклад­
ками, экраном и выводами для съема сигнала (второй слой), перфорированной пленки с газо­
образным диэлектриком (третий слой), пленки с чувствителЫlЫМИ элементами (мембранами),
на которые нанесены обкладки, экран и общий вывод для пода'~и напряжения поляризации
(четвертый слой). Пленки между собой и датчик к поверхности модели крепятся клеем. Пер­
форация применеиа для повышения чувствителЫlОСТИ датчика. Подробное описание конструк­
ции датчиков типа ДЕГ-4 приводится в работе [2J.
Датчики использовались для определения пульсаций давления на стенках прямоуголЫlЫХ
ячеек хонейкомба размером 50 Х 50 мм, установленного в газовоздушном канале. Рядом с тон­
копленочными датчиками на стенках имелись дренажные .отверстия диаметром 2 мм, соедин~­
ные пневмотрубкой с тем же диаметром и длиней 25 см с индуктивными преобразователямli
ДМИ. В последних были размещены устройства. согласования акустического импеданса проме­
жуточной полости перед мембраной с волновым
сопротивлением пневмотрассы и устройства
акустической коррекции
АЧХ
полости
переменного давления.
Схема
расположения датчиков
ДЕГ -4 и дренажных отверстий на стенках хонейкомба приведена на рис. 1.
Пульсации давления измерялись в ячейке хонейкомба при. разной скорости в гладком
канале и в канале с интерцептором. Установлено, что в гладком канале на нижней стенке
хонейкомба с ростом скорости потока от 40 до 155 м/с амплитуда пульсаций давления воз­
растает со 143 до 165,4 дБ, при этом расхождение в результатах измерений индуктивными
и тонкопленочными датчиками не преВi1Iшает 2,6 дБ. На верхней стенке при том же увели­
чении скорости потока амплитуда пульсаций давления возрастает с 143,4 до 161,7 дБ. В ка­
нале с интерцепторuм, имеющим форму сегмента, амплитуда пульсаций давления в ячейке
хонейкомба при тех же скоростях потока увеличивается от 148,? до 170 дБ, при этом отли­
чие в амплитудах пульсаций давления, измеренных индуктивными (N2 1 и 2) й тонкопле­
ночными (N2 1-1 и N2 1-2) датчиками, не превышает 0,5-2,9 дБ.
85