航天航空及燃燒研究

高超聲速飛行器材料測(cè)試

• NASA 及 ESA 的熱防護(hù)材料研究

• 在航天器再入大氣層或高超聲速飛行中，表面溫度可達(dá)到 2000℃~3000℃ 甚至更高。NASA 的 Ames 研究中心在測(cè)試新型碳基、陶瓷基復(fù)合防熱材料時(shí)，會(huì)使用超高溫黑體爐或等離子風(fēng)洞配備的黑體源，對(duì)傳感器和紅外測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定。ESA（歐洲航天局）下屬的 ESTEC 研究中心亦有類似的高溫校準(zhǔn)體系，用于驗(yàn)證熱防護(hù)系統(tǒng)及測(cè)溫探頭的準(zhǔn)確性。

• 國(guó)內(nèi)航天科工、航天科技集團(tuán)

• 在高超聲速飛行器頭錐、返回艙等燒蝕實(shí)驗(yàn)中，需要用到高溫輻射測(cè)溫系統(tǒng)獲取試件表面溫度分布。國(guó)內(nèi)航天研究所（如 研究院 11 所、某些型號(hào)所）會(huì)利用超高溫黑體爐對(duì)自研或進(jìn)口的紅外探頭、光學(xué)測(cè)溫儀先行做 2000℃~3000℃ 區(qū)間的定標(biāo)。部分文獻(xiàn)顯示，一些航天單位自研了石墨電阻爐，提供 2800℃ 左右的標(biāo)定環(huán)境。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃燒室研究

• 燃燒室紅外測(cè)溫標(biāo)定

• 航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室內(nèi)溫度動(dòng)輒上千甚至近 2000℃，在研究新型渦輪葉片耐溫能力或燃燒效率時(shí)，需要非接觸式紅外測(cè)溫。通過(guò)超高溫黑體爐標(biāo)定燃燒室觀測(cè)窗口的紅外攝像系統(tǒng)，可獲取更精準(zhǔn)的火焰溫度場(chǎng)分布，助力發(fā)動(dòng)機(jī)效率提升與零部件壽命評(píng)估。

• 高校燃燒實(shí)驗(yàn)室與高溫紅外診斷

• 部分高校（如清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)等）的燃燒與推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，建立了高溫黑體爐（2000℃~2500℃ 級(jí)別）用于激光誘導(dǎo)熒光、紅外熱輻射信號(hào)的標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)對(duì)火焰結(jié)構(gòu)和燃燒過(guò)程的精確測(cè)量。雖然爐溫未必都達(dá)到 3000℃，但隨著超高超聲速燃燒研究的需要，部分實(shí)驗(yàn)室也在推進(jìn)更高溫度段的爐體研制。

推薦型號(hào)

Lumasense Mikron M390黑體爐，美國(guó)制造，可溯源到美國(guó)NIST標(biāo)準(zhǔn)，符合ANSI/NCSL Z540-1-1994。在較短的加熱時(shí)間內(nèi)達(dá)到高溫。多種型號(hào)覆蓋300至3000℃（572至5432℉）

M390高溫黑體校準(zhǔn)源在產(chǎn)生較高的溫度、高發(fā)射率的同時(shí)，在幾分鐘內(nèi)達(dá)到并穩(wěn)定在所需的溫度下的能力。腔體是直徑為25毫米（1英寸）的石墨管靶材，其有效發(fā)射率為1.0（0.65至1.8微米波段下）。目標(biāo)溫度是由快速響應(yīng)高精度的LumaSense紅外溫度計(jì)測(cè)量，該高溫計(jì)驅(qū)動(dòng)PID控制器調(diào)節(jié)黑體源所需要設(shè)定的溫度值。控制器安裝在校準(zhǔn)源上，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)RS232通信端口實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程設(shè)置點(diǎn)編程。設(shè)備上帶有保護(hù)裝置，方便操作人員的操作以及保證操作時(shí)的安全性。