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随着航空航天领域工程需求的提高，在内流及外流领域，对高超音速下非定常流动现象实验研究愈发迫切。由于探针、热线等方法干扰流场，PI V示踪粒子在高超音速下跟随性问题[1]，基于前人所取得的理论成果，该文目的在于服务叶栅内部流动测试，尝试探讨聚焦纹影系统的设计方法，通过设计结果的对比，形成对该设计方法规律性认识。 1 聚焦纹影技术原理
聚焦纹影技术是一种严格意义上的光学、非侵入式、动态（光学频响无限大）、通过流动介质折射率变化测量密度的流动显示技术。为简化说明，以下的聚焦纹影系统只考虑两个格栅，但不影响结果的二维普适性。图1为聚焦纹影总体结构图。
若切光量恒为一半像高，即（e ＇=2a），则：
1
2b a n
=+ (1)
1.1 灵敏度
灵敏度：即光束的最小偏折角ε，刚好引起光强可感测变化。在人眼可分辨亮度变化率为10%的情况下，公式：
arc s e c
(2)
其中，为角秒，一般用来衡量较小的角度。
1.2 可分辨尺寸
pep小学英语三年级上册教案由于缝衍射限制，测试区的最小可区分尺度即分辨率ω（由夫琅禾费单缝衍射瑞利判据决定）。其计算公式为:
(3)
1.3 聚焦深度
聚焦纹影的主要能力是检查流场二维切片信息，所以必须定义有效厚度。定义清晰聚焦深度D S，限定条件仍为瑞利判据，计算公式为：
DS
(4)其中系数2为包括理想聚焦面的两侧宽度。
2 聚焦纹影系统设计思路
聚焦纹影系统设计是一个各因素耦合考虑的反问题。依据物理模型，梳理各物理量，然后通过不同类型的公式将其联系起来。
实际设计中，先确定测试需求，引入要讨论的参变量，确
DOI：10.16660/j k i.1674-098X.2016.06.047
聚焦纹影系统设计研究
王松
（中国洛阳电子装备试验中心 河南郑州 459000）
摘 要：叶轮机械内部超音流场测试中，聚焦纹影技术因其层析流场的特点，有实现定量测量的基础。聚焦纹影系统必须针对被试模型进行设计，尤其对于尺度有限的叶栅内部流动，系统设计需要具体定
制。该文在前人理论基础上，尝试使用一种基于参数分类、追求各性能参数平衡的聚焦纹影系统设计思路，并根据该思路探讨不同设计的对比，初步探索系统的设计规律。关键词：聚焦纹影 设计 密度场测量 光学显示 激波中图分类号：V211.72
文献标识码：A
文章编号
：
1674-098X(2016)02(c)-0047-02
图1 聚焦纹影系统总体结构图
图2 设计思路导向图图3 设计曲线综合图f135,4arcsec
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定各物理量随选定自变量的变化规律，然后通过综合设计曲线选定最佳设计点，然后导出具体系统设计参数，最后根据限定条件校核系统，反馈设计，设计思路导向图如图2所示。
3 系统设计研究
3.1 设计前提
为加强聚焦纹影技术的可操作性，有以下假设：第一假设是刀口栅是源格栅的负像。不用负像通常会使系统的灵敏度下降。另一个假设是测试区在源格栅和纹影镜中间区域。3.2 变量分析
系统遵从透镜成像规律，所以取值范围有限。考虑到系统尺寸及成像大小。这里我们将L定为参变量，在（3f，8f）中选定距离4f。作为自变量，研究l 在（1.1f，3f）区间变化时，系统各参数变化趋势。根据以上得出8个不同参数随的变化情况，然后分别取这8个参数最大值将其归一化，得出综合设计曲线。然后进一步选取设计点，反复迭代，最后直至通过限定条件校核。
3.3 设计点选取及设计结果讨论
当灵敏度设计为4a r c s e c 时，根据灵敏度及像尺寸的使用需求，确定8个参数归一化随变化的综合设计曲线如图3所示。
在适当范围内取值，考虑到性能平衡及可实现性，取图3中线交叉圈一200 m m （1.48f）、圈二220 m m （1.63f）、圈三250 m m （1.85f）。上述3个取值中，为200 m m处分辨率最好，定量处理最优。使用M at l ab编写一套程序，进行设计
值计算。
从设计结果及后续更多结果来看，采用同一镜头，不同灵敏度下设计结果仅带来格栅设计结果不同，以及由参数b引起的分辨率和景深的轻微变化，几何布局参数等大多数参数完全相同。
采用不同镜头，有一共同点：三线交汇的无量纲位置相同。即相对于源栅到纹影镜距离L，最理想的测量位置在其37%处，另外还有41%处、46.3%处也可作为设计点备份考虑。
4 结语
(1)通过参数分类及公式分析法，确定聚焦纹影系统的输入参数、评估参数、定型设计点、得出结果、系统校核反馈等步骤完整的设计思路。
(2)选取8个参数作关于流场距离的变化综合分析，采取三线焦点的办法选取设计点。根据设计结果对比得出结论：同一种镜头，相同的几何布置下，可通过更替配套光栅来实现系统性能的调整；采用不同镜头，位置选取有一共同点：三线交汇的无量纲位置相同，即相对于源栅到纹影镜距离L，最理想的定量场测量位置l 在0.37L处。
参考文献
[1] 刘宝杰，高歌，王同庆，等.超音流场的PI V测量[C]//中国
工程热物理学会热机气动热力学学术会议.1999.
[2] L Weinstein.A n improved large-field focusing
s ch l ier e n s y s t em [C]//A i a a Aer os pac e S c ie nc e s Meeti ng.1991.
[3] Cook S,CHOKANI N.Quantitative re su lts from
t h e f o c u s i n g s c h l i e r e n t e c h n i q u e [C]//A i a a Aerospac e Scienc es Meeting&Ex h ibit.1993.
经验，摸索出了一套成功的浇注方法、固化曲线及成品绕组的特殊工艺处理，改善和消除了线圈的内部应力；在产品绕组的绕制过程中，调整绕组内部绝缘材料的放置方法使其在力学上更趋合理。从而防止了绕组内部裂纹的出现，使成品绕组的外观及放电量达到了预期的目的，其局放一般为5～8 pC，保证了产品的安全运行及使用寿命。 35 kV 产品的浇注工艺中最显著的特点是：准确、耐磨损的高压计量泵技术，静态混料器连续混料方式，全自动定量浇注技术；连续的在线脱气技术，真空浇注后加压渗透技术，有效地控制了产品的局部放电量。
3 结构设计要点
3.1 铁心结构
铁芯选用优质冷轧硅钢片，45°阶梯全斜接缝结构，利用五级步进剪片与叠铁工艺，改善了接缝处的磁通分布，减少了铁芯的振动能量。铁芯进行一体固化与表面用绝缘树脂密封工艺，有效地降低了空载损耗、空载电流和铁芯噪音。3.2 绕组结构
高、低压绕组均采用无氧铜导线绕制，绝缘采用无碱玻璃丝布带增强，薄绝缘，真空加压浇注。环氧浇注接地变压器的高压绕组采用Z 型接法，且每相的两部分绕组径向排列，称为内绕组和外绕组。由
鸟苷酸
于对产品局部放电量的控制，该产品内、外绕组做成两个独立绕组。绕组的结构型式为多段分层式，这样绕组的电场分布更加均匀。
绕组的导体采用优质无氧铜杆经多次冷拉成矩形的线材，其面与面的交接处都做成较大的圆弧状，不存在尖角毛刺，绕组内导体沿面处电场分布较为均匀，畸变系数小。
绕组采用Z 形接法，由于电压等级较高和局部放电量的要求，对于连接线之间绝缘距离也有很高的要求。笔者公司设计了多种接线方式，并在模型绕组上进行反复试验，最后确定了如图1所示出线示意图。
4 实测数据
笔者公司生产的DKSC-800/35-200/0.4干式接地变压器，经过试验所有数据均合格，测试数据如表1所示。
该产品自2013年7月投入运行至今运行状况良好。
参考文献
[1] 张奕.环氧浇注接地变压器局部放电量的控制[J].变压
器,2004,41(4)：27-29.
[2] 崔立君，张茂鲁，张洪，等．特种变压器理论与设计[M].
科技创新导报
北京：科学技术文献出版社，1996．
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